Til hovedinnhold
FotoessayCERN-verkstedene

Her freser de ut et hode i rent aluminium

Når CERN skal ha 3D-modeller, skriver de dem ikke ut i plast.

Varg Aamo, Hardware.no

Hovedhallen

Hardware.no/Genève: I bygning nummer 100 på CERN sitt Meyrin-campus finner vi to litt anonyme små enklaver. Mekanikere, ingeniører og industridesignere i fri dressur ber oss pent om å besøke deres lokaler først, og til slutt ender vi på at vi vil besøke verkstedet. Dette, sammen med designavdelingen i samme hus, står nemlig til sammen bak nesten alt det mekaniske som finnes på CERN.

At det i det hele tatt er mulig å spore alt tilbake til denne ene bygningen er nesten en bragd i seg selv. CERN opererer nemlig med maskiner som Large Hadron Collider, som strekker seg flerfoldige kilometer avgårde – og som består av tusenvis av magneter. Hver av disse magnetene er i seg selv bygd som maskiner, og satt sammen med presisjon ned på mikrometernivå.

Dette er likevel bare noen av eksemplene på alt der banebrytende som finnes på forskningsstasjonen utenfor Genève sentrum, og i dag skal vi se nærmere på maskineriet som gjør selve prototypene for alt sammen mulig. Hvordan noen er i stand til samtidig å ha både overblikket og detaljfokuset som må til for å realisere disse prosjektene er vi ikke helt sikre på – men som vi skal se, har de en hel del høyteknologi å støtte seg på i sitt arbeide.

Som så mye annet er ikke bygning nummer 100 på CERN laget for å være vakker. Funksjon trumfer alt annet, men ballongene utenfor inngangsdøren gir det hele et litt mer festlig preg.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Mye av arbeidet som foregår inne på verkstedet utføres naturlig nok av maskiner, og det som tar opp aller mest plass er fresmaskinene. Disse er i stand til å frese vekk de fleste typer material etter samme prinsipp som skulptører med hammer og meisel, om enn med littegrann større presisjon. Akkurat denne maskinen kan bevege fresehodet sitt langs tre akser, og er ikke så veldig mye brukt mer. Istedet er det noen langt større, mer moderne, og ikke minst mer automatiserte maskiner som kan bevege seg langs fem akser som benyttes. Disse gir mer rom for å lage skikkelig komplekse komponenter, og du kan såvidt se et par av de store hvite kammerene de freser inni i bakgrunnen.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Det skal litt plass til for å huse CERN sine byggeprosjekter, som vi også så i deres Large Magnet Facility for en stund siden – da blir verkstedet i sammenlikning for et lite uthus å regne. Sett for seg selv er det like fullt ganske svært, selv om mye av gulvarealet tas opp av de nevnte fresene. Dette bildet viser for øvrig om lag halvparten av selve verkstedområdet; og i tillegg til dette er det tettpakkede haller fulle av måleutstyr og enda mer finkalibrerte maskiner i en annen del av bygningen.Foto: Jørgen Elton Nilsen, Hardware.no
De store fem-aksede fresene kan kanskje se klumpete ut, men i virkeligheten er de utrolig presise maskiner. Her ble en 3D-modell av et menneskehode lastet inn i datamaskinen som styrer hele maskineriet, som så satte i gang med å frese ut hodet fra en massiv blokk av aluminium. Det du ser nederst i bildet er altså ikke en plattform hodet står på; fresen har bare ikke fjernet metall lengre ned enn dit ennå. Resultatet den leverer er altså et par hakk mer holdbart enn hva en 3D-skriver kunne dyttet ut, uten at presisjonsnivået er noe lavere. Vi ble imidlertid gjort oppmerksom på at CERN normalt ikke holder på i hodeproduksjonsbransjen; i alle fall rent bokstavelig talt.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
I tillegg til å kunne frese ut hoder med stor presisjon, kan det bevegelige hodet på de store femakserne bytte ut freseverktøyet med alskens andre biter. Dette gir mekanikerne på CERN muligheten til å grave ut store flak av metall så vel som å frese bort bittesmå fliser, og trenger de å fargelegge er det mulighet til det også. Maskinene er dessuten nesten helautomatiske, og vil til enhver tid selv kunne bytte til det verktøyet som passer best for jobben.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Dette er et annet eksempel på presisjonsnivået de største fresene kan levere. Aluminiumsblokken til venstre i bildet er utgangspunktet, mens platen til høyre er et mellomsteg før det langt mer bearbeidede resultatet. Det lar seg ikke gjøre å få frem på bilder, men det er kun rammen rundt som er tykk og solid – resten av metallet er bare en halv millimeter tykk. Årsaken til at disse delene lages med en diger fres, fremfor å stanses ut, er at rammen må faktisk være så diger – og det er mye greiere for CERNs mekanikere å frese ut ferdige komponenter enn å prøve å sveise sammen aluminiumsbiter, uten at det er rom for den minste feil eller svakhet.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Slik ser det ut når aluminiumsklossen sakte men sikkert freses ut. Det slår oss som ganske forståelig at CERNs mekanikere heller mater inn en 3D-modell og trykker på en knapp, og så får ut ferdige komponenter med skruehull og det hele, enn at de skulle holdt på med slike papirtynne metallbiter for hånd. Tusenvis av like hårfint designede komponenter skal dessuten settes sammen hvert år – men så er det også en hel del som gjøres av underleverandører, og som regel helt andre steder enn i Sveits.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
CERN samarbeider nemlig med industrien i alle medlemslandene, som betyr at underleverandører fra nesten hele Europa kan bidra til byggingen av LHC og andre små og store prosjekter. Dette er en viktig del av hvordan CERN arbeider, fordi bestillinger på komponenter er den kanskje mest håndfaste, åpenbare måten medlemslandene kan se at de får noe igjen for sine bidrag. Norske bedrifter bidrar også, men alle underleveranser starter først etter at CERN sitt eget verksted har designet, justert, og fikset prototyper på det som skal lages.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Spennet i hva som bestilles inn fra bedrifter i medlemslandene er også stort. Som vi har vist dere i en tidligere sak fra CERN inneholder blant annet LHC enorme magnet-konstruksjoner for flere hundre millioner Euro, som er bygd i flere forskjellige land, men også småting som deksler til instrumentpaneler må jo produseres. Som regel betyr det at det kjøres en anbudsrunde, og det er altså som oftest bare bedrifter i CERN sine medlemsland som kan delta.Foto: Varg Aamo, Hardware.no

Bla om til neste side, så beveger vi oss lengre inn i dypet av verkstedet »

Mindre maskiner

Som vi så på forrige side har CERN en del maskiner de kan lage det meste på. Noen ganger må det likevel mer spesialisert utstyr til, enten på grunn av størrelsen eller kompleksiteten på det verkstedet må bygge, eller på grunn av materialene som skal tas i bruk. I tillegg må store og små komponenter kvalitetsjekkes nøye, ellers risikerer man noen temmelig stygge nedsmeltinger.

Ingenting av dette er noen hindring for de om lag 90 ansatte i CERN sitt verksted, som både har utstyret og kompetansen som skal til for det meste. Det har de også fått anerkjennelse for – som vi skal se om en liten stund.

I tillegg til å bygge komponentene til gigantprosjekter som LHC, eller den kommende CLIC-akseleratoren, lages det også en rekke andre ting på CERN sitt hovedverksted. Denne lille maskinen er i ferd med å lage delene til et medisinsk apparat for kreftbehandling, som i prinsippet ikke blir så rent ulik prototypen på en LIBO-maskin vi viste dere i vårt første fotoessay fra CERN. Når man lager slike sammensatte maskiner fra grunnen av hjelper altså fresene mye, men det er en rekke oppgaver hvor det er mye mer praktisk å bruke helt andre maskiner.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Selv om de store, helautomatiske maskinene gjør livet lettere for dagens CERN-mekanikere, er det slett ikke bare slike ting man finner rundt om på verkstedet deres. Noen ganger må man kutte, skjære, pusse eller polere noe for hånd, og da er det behov for litt grovere maskineri.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
På motsatt ende av presisjonsskalaen finner vi denne tynne strengen. Den er selve hjertet i en ellers svært anonymt utseende boks – som på innsiden er en elektroerosjonsmaskin. Denne fylles med vann, og så fyker strengen gjennom ethvert materiale i et bedagelig tempo. Strengen kommer i spoler som rommer 38 kilometer materiale hver, og én slik spole holder til rundt 45 timers arbeid. Fordelen med maskinen er at den påfører materialet den jobber med ekstremt lite trykk, som gjør at man kan jobbe på små detaljer uten at de blir deformerte – og dét med en presisjon ned til fem mikrometer.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Stålklumper som disse er typiske eksempler på hva CERN sine mekanikere bruker elektroerosjon til. Den syltynne strengen har ingen problemer med å skjære seg gjennom selv flere centimeter med metall, til tross for den lave hastigheten – men vel så ofte kutter de opp film-aktige plater bare noen tidels millimeter i tykkelse.Foto: Varg Aamo, Hardware.no
Når alle komponentene til en ny presisjonsmaskin er ferdige, må man selvfølgelig måle at de er presist utført. Som vi fortalte fra vårt besøk innom Large Magnet Facility er dette et gjennomgående tema for CERN – mikroskopiske feil kan nemlig føre til katastrofale nedsmeltinger av uhyre kostbart utstyr. Da er det greit å ha tilgang til store mengder flytende nitrogen, som ifølge ingeniørene vi snakket med er svært velegnet til å skape et godt miljø for å måle både volum og masse ved hjelp av lasere, oscillometere og gode, gamle vekter.Foto: Jørgen Elton Nilsen, Hardware.no
Golden Hadron-prisen deles årlig ut til de av CERN sine underleverandører som utmerker seg på et ekstra høyt nivå. 2006 ble det femte året prisen ble delt ut, og for første gang var et av CERN sine egne underbruk blant prismottakerne – nemlig verkstedet. Prisen ble delt ut som en anerkjennelse av de rundt 90 ansattes eksepsjonelle bidrag til Large Hadron Collider i krisesituasjoner. Ved utdelingen ble det blant annet påpekt at verkstedets arbeidsmengde ble femdoblet for en periode på to – tre år, noe verkstedfolket tok med knusende ro. De ansatte ble berømmet for sin profesjonalisme, kvalitetsbevissthet, og resultatorienterte holdning ved utdelingen.Foto: Varg Aamo, Hardware.no

Noen av CERN sine prosjekter får imidlertid ikke plass i verkstedhallen:
Bli med på besøk til LMF, hvor de setter sammen sine aller største magneter »

Mer om
annonse