비약적인 발전

10,000명 이상의 과학자와 협력하여 10년에 걸쳐 제작한 대형 강입자 충돌기(LHC)는 세계에서 가장 크고 가장 강력한 입자 가속기입니다. 전체 우주의 존재와 구성에 관한 근본적인 질문에 답하기 위해 유럽공동원자핵연구소(CERN)에서 개발되었습니다.

대형 강입자 충돌기의 중심에서 SPINEA 감속 기어가 장착된 밝은 노란색의 맞춤형 매니퓰레이터가 충돌기 터널의 좁은 공간 내에서 강력한 자석과 계측기가 담긴 1,800개의 대형 파이프 조각 연결을 용이하게 합니다. (이미지: CERN)

LHC는 올 8월 충돌기 중성미자 입자의 최초 검출 및 관찰을 포함하여 물리학 분야에서 여러 가지 발전을 이루었습니다. 이 업적은 실험 물리학자들에게 새로운 연구 길을 열어줄 것이며 SPINEA 산업용 모션 솔루션이 이를 가능하게 하는 데 기여했습니다.

복합체 복합체: LHC 설치

LHC는 스위스 알프스산맥 100m 아래 폭 27km의 링에 위치해 있습니다. CERN 엔지니어들은 2008년에 충돌기 장비를 설치하기 시작했을 때 매우 좁고 접근하기 어려운 공간에서 부품을 조립해야 하는 과제에 직면했습니다. 슬로바키아에 본사를 둔 고도로 설계된 사이클로이드 감속 기어 및 액추에이터의 선두 제조업체인 SPINEA가 솔루션을 갖고 있었습니다.

SPINEA의 TwinSpin^® 고정밀 기어는 세계에서 가장 크고 강력한 입자 가속기인 CERN의 대형 강입자 충돌기(LHC) 내부에 사중극자 자석을 정확하게 위치시킵니다.

SPINEA 영업 이사인 Slavomir Lesko는 “충돌기는 기본적으로 길이가 15m(49피트)이고 무게가 30톤 이상 나가는 쌍극자 자석이 달린 고리 모양의 터널입니다”라며, 이어 “크레인과 같은 대형 리프팅 장비를 설치할 공간이 없었기 때문에 튜브와 기타 필수 인프라 연결이 거의 불가능했습니다”라고 밝혔습니다.

SPINEA 엔지니어는 CERN과 충돌기 장비 공급업체 중 한 곳의 정보를 활용하여 자체 계산을 수행하고 “매니퓰레이터(manipulator)”라는 전송 장비용 고정밀 사이클로이드 기어를 설계했습니다.

고부하 용량, 고정밀, 컴팩트한 설계를 특징으로 하여 단독으로 엔지니어링된 감속 기어를 통해 매니퓰레이터는 충돌기 터널의 좁은 공간 내에 강력한 자석과 계측기를 포함하는 1,800개의 큰 파이프 조각을 연결할 수 있었습니다.

정밀도가 가장 중요한 경우

오늘날 CERN은 시설에서 입자 가속기의 적절한 제어, 매개변수 설정 및 정밀 유지 관리를 위해 SPINEA의 장비를 계속 사용하고 있습니다.

LHC 내부에서는 튜브에 있는 두 개의 고에너지 입자 빔이 충돌하기 전에 수천 개의 초전도 전자석에 의해 유도되어 빛의 속도에 가까운 속도로 이동합니다.

“두 개의 니들이 하나는 유럽에서, 다른 하나는 북미에서 오는데 둘 다 대서양을 건너 정확히 가운데에서 서로 부딪쳐야 한다고 상상해 보십시오. 이 가정을 통해 솔루션이 얼마나 정밀해야 하는지를 알 수 있습니다.”

Slavomir Lesko
SPINEA 영업 이사

Lesko는 “두 개의 니들이 하나는 유럽에서, 다른 하나는 북미에서 오는데 둘 다 대서양을 건너 정확히 가운데에서 서로 부딪쳐야 한다고 상상해 보십시오”라며 이어, “이를 통해 빔과 당사의 기어 솔루션이 얼마나 정밀해야 하는지 알 수 있습니다”라고 밝혔습니다.

과학적인 방법 자체부터 이를 가능하게 하는 특별한 장비의 모든 구성 요소까지, 오류의 여지가 거의 없습니다.

SPINEA의 TwinSpin^® 고정밀 기어는 접근하는 빔을 유도하는 사중극자 자석을 정확하게 위치시킵니다. 자석을 더 많이 정렬할수록 빔이 더 많이 충돌하여 더 성공적인 실험이 가능해집니다. SPINEA 솔루션은 CERN 과학자들이 LHC 양성자 빔의 직경을 밀리미터에서 16마이크로미터[0.06mm]까지 줄이는 데 도움이 되었습니다.

Lesko는 TwinSpin 솔루션이 신뢰할 수 있는 정밀도와 오래 지속되는 성능을 제공했다고 지적합니다. 그는 “작년에 CERN을 방문했을 때 교체 기회가 있을 것으로 예상했지만 안타깝게도 그렇지 않았습니다”라면서 “우리가 처음에 제공한 모든 장비가 15년이 지난 후에도 여전히 제대로 작동하고 있었기 때문”이라고 농담을 던졌습니다.

다양한 응용 분야 전반에 걸친 산업용 모션 솔루션

SPINEA 제품은 점점 더 다양한 응용 분야에서 목격되고 있습니다.

로봇 공학

로봇 공학에서는 자동차 산업의 최종 제품에 대한 아크 용접, 테스트 및 기술 매개변수 측정을 위한 중요한 장비에 사용됩니다.

공작 기계

공작 기계에서는 밀링 헤드, 그라인딩 헤드, 연삭 헤드, 회전 테이블, 도구 및 팔레트 교환기의 회전 위치 지정에 사용됩니다. SPINEA의 감속기는 높은 가공 정밀도와 가공면의 우수한 품질을 보장하는 핵심 기능을 합니다.

의료 응용 분야

의료 응용 분야에서 SPINEA의 제품은 치과용 밀링 기계 및 수술용 로봇에서 매우 정확한 위치 지정을 제공하는 데 사용됩니다.

팀켄이 어떻게 세계 최대 망원경을 만드는 데 기여했는지 자세히 알아보세요.

Published: 2023/09/29