von Janosch Deeg

Hoch­präzise Bau­teile an der Grenze des technisch Machbaren fertigen? Kein Problem für das neue Fünf-Achs-Bearbeitungs­zentrum am Jülicher Zentralinstitut für Engineering und Technologie (ZEA-1). Den ersten Auftrag stemmt Ingenieur Dr. Yannick Beßler – mit einem wichtigen Bau­teil für die ESS-Neutronen­quelle in Schweden.

In der „großen Fräse“: In der großen Fräse: Dr. Yannick Beßler zeigt ein gefertigtes Bauteil für den Twister.

Wie ein Bungalow steht es da, mitten in der Halle des ZEA-1 – rund 80 Quadratmeter in der Fläche und mit großen Fenstern. Wer aber durch die Scheiben hineinspickt, erblickt keinen Tisch und kein Sofa. Stattdessen fräsen dort Hochpräzisionswerkzeuge Metall und formen so teilweise über mehrere Wochen außergewöhnliche Bauteile. Willkommen im neuen Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum, das seit Mitte Mai am ZEA-1 in Betrieb ist!

Den rund 40 Tonnen schweren Neuzugang nennen Ingenieur Dr. Yannick Beßler und seine Kollegen im ZEA-1 einfach „die große Fräse“ – dabei gehört der 1,6 Millionen Euro teure Apparat zu den besten seiner Sorte. „Fünf Achsen bedeuten, dass wir das Material aus allen Richtungen und Winkeln bearbeiten können“, sagt Beßler, der für den ersten Großauftrag mit dem Technikkoloss verantwortlich ist. „Lokal kann sogar eine sechste Achse eingesetzt werden, was die Fertigung ganz besonders komplizierter Formen erlaubt.“ Daneben sei die schiere Größe des Geräts etwas Außergewöhnliches. „Wir können damit hochpräzise Bauteile herstellen, die von wenigen Millimetern bis zu zwei Metern Größe reichen“, erzählt der Ingenieur nicht ohne Stolz.

Das Herz der Neutronenquelle

Das Großgerät überzeuge aber nicht nur beim Fräsen, so der 38-Jährige, der seit zehn Jahren am ZEA-1 arbeitet. „Es kann zum Beispiel bis zu 120 verschiedene Werkzeuge eigenständig wechseln.“ Ein komplizierter und langwieriger Austausch der schweren Teile von Hand ist nicht mehr nötig. „Da auch sonst vieles automatisiert abläuft, kann die Fräse teils sogar über Nacht alleine laufen“, sagt Beßler. Außerdem können digitale 3D-Modelle des gewünschten Bauteils direkt ins Gerät eingespeist werden. Das spare Zeit und verhindere Fehler, die sich bei einer manuellen Programmierung einschleichen können, so der Ingenieur.

Passend zu den außergewöhnlichen Fähigkeiten des Geräts hat es die erste Aufgabe gleich in sich: „Wir fertigen das Herz der Neutronenquelle der ESS“, sagt Beßler. ESS steht für European Spallation Source, eine im Bau befindliche zwei Milliarden Euro schwere Großforschungseinrichtung im schwedischen Lund. Sie soll ab dem Jahr 2023 Neutronen für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlicher Forschungsbereiche bereitstellen. „Man kann damit zum Beispiel Pflanzen beim Wachsen auf molekularer Ebene beobachten“, sagt Beßler. Da das Forschungszentrum im Bereich der Neutronenforschung in Deutschland führend ist, hat es die leitende Rolle der deutschen Beteiligung inne. Beßler und seine Kolleginnen und Kollegen sind für den Bau des sogenannten Twisters der Neutronenquelle verantwortlich.

Ingenieur Beßler vor dem neuen Großgerät in der Halle des ZEA-1

Die Uhr tickt!

Insgesamt neun Einzelteile – jedes anderthalb Meter lang – für die Ummantelung des Twisters werden derzeit am Fünf-Achs-Bearbeitungszentrum gefräst. Dazu werden zehn Tonnen sonderangefertigter Edelstahl im Wert von 200.000 Euro verarbeitet. Die Ummantelung soll künftig die energiereichen Neutronen nach außen abschirmen und so unter anderem Elektronik und Menschen schützen. „Damit das nicht schiefgeht, müssen die einzelnen Bauteile extrem passgenau sein“, erklärt Beßler. Außerdem werden ganz unterschiedliche dreidimensionale Geometrien, etwa feine Kühlkanäle, eingefräst. So kann sich die Herstellung eines einzelnen Bauteils über Wochen hinziehen. „Die Industrie traut sich an komplexe Projekte der ESS-Neutronenquelle wie unseren Twister gar nicht erst heran“, so der Ingenieur. Sobald alle Teile fertig sind, werden sie mit den anderen Komponenten des Twisters in Jülich zusammengebaut. Die Zeit drängt – doch Beßler ist zuversichtlich, dass der funktionsfähige Twister wie geplant zum Jahreswechsel nach Schweden geliefert werden kann – trotz Corona-Pandemie. Damit wäre die erste Bewährungsprobe für das Fünf-Achsen-Bearbeitungszentrum bestanden. Und die nächsten Herausforderungen warten bereits auf dem Campus des Forschungszentrums.


Der vollständige Beitrag „Neues Großgerät am ZEA – Spezialauftrag aus Lund“ von Janosch Deeg ist ursprünglich im Jülicher Mitarbeitermagazin INTERN (Ausgabe 3/2020) erschienen.
Bilder: Forschungszentrum Jülich / Ralf-Uwe Limbach, Forschungszentrum Jülich / Yannick Beßler

Challenge 1

Beitrag vom 21. März 2019

IKP triumphiert über BR: FZJ-Sport-Challenge hat begonnen

In einem beispiellosen Wettkampf hat sich das Jülicher Institut für Kernphysik (IKP) heute gegen die Auswahl des Betriebsrates (BR) des Forschungszentrums durchgesetzt. Beim Staffellauf über 1,2 km des Jülicher Nordrings (in unmittelbarer Nachbarschaft des IKP) nutzten die Kernphysiker ihren Heimvorteil und siegten mit nahezu einer Bahnlänge Vorsprung.

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Dass wir unseren 2,2 Quadratkilometer großen Forschungscampus mit allerlei tierischen Gästen teilen, ist nichts Neues. Rehe in der Mittagspause, Füchse im Unterholz oder die jährliche Krötenwanderung gehören zum Forschungsalltag in Jülich. Außergewöhnlich zeigt sich dagegen unser neuester Mitbewohner. Zunächst hatten nur Nagespuren an Bäumen auf ihn hingedeutet, inzwischen wurde der Verursacher mehrfach gesichtet: Ein Biber hat sich unser Forschungszentrum als Lebensraum ausgesucht.

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Wenn ich an mein Praxissemester im Jülicher Forschungszentrum zurück denke, fallen mir unzählige Dinge ein. Ich sah zum ersten Mal ein menschliches Gehirn, durfte einen Roboter kennenlernen, erfuhr, dass es auf dem Campus Gebäude gibt, die auf Gelkissen gebaut sind und ließ meine Haare im Wind der Luftkühlung des Supercomputers fliegen. Hört sich cool an. War es auch.

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Im Rahmen meines Praktikums besuchte ich in der vergangenen Woche die Hundestaffel des Forschungszentrums. Richtig gelesen: Es gibt auf dem Jülicher Campus auch Mitarbeiter auf vier Pfoten. Und die absolvieren einen wirklich wichtigen Job: sie bewachen das Forschungszentrum, wie es dem Menschen alleine nicht möglich wäre.

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Während meines Praxissemesters im Forschungszentrum bekam ich die Chance an einer neurowissenschaftlichen Studie teilzunehmen. Das Institut für Neurowissenschaften und Medizin suchte über den Newsletter nach Probanden, die an einem Reaktionszeitexperiment teilnehmen wollten. Voraussetzungen zur Teilnahme an der Studie waren Deutsch als Muttersprache, Rechtshändigkeit und normale oder korrigierte Sehfähigkeit. Da ich alle drei Kriterien erfüllte, meldete ich mich für das Experiment an.

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„Secondhand-Terminator“ – Dieser Begriff fiel seit meinem Praktikumsbeginn immer wieder in den wöchentlichen Team-Besprechungen. Ich konnte mir zunächst nichts darunter vorstellen. Was soll das sein? Ein Terminator, wie in dem Film mit Arnold Schwarzenegger? Oder ein Roboter? Und warum überhaupt secondhand? Bald schon bekam ich jedoch die Chance herauszufinden, was es damit auf sich hat. Denn für die nächste Ausgabe des Jülicher „effzett”-Magazins soll ich in der Rubrik „So gesehen“ einen kleinen Artikel über den Terminator schreiben.

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Von E-Autos bis zum historischen Lkw, als Fuhrparkmanager des Forschungszentrums ist Ricardo Gatzweiler Herr über die Jülicher Fahrzeugflotte. Er verwaltet den Bestand von ca. 200 Fahrzeugen, darunter:

  • rund 50 Pkw,
  • rund 50 Kleinbusse und leichte Lkw (bis 7,5 Tonnen),
  • 16 Lkw (inklusive der Feuerwehrautos),
  • 5 Fahrzeuge aus dem Bereich Land- und Forstwirtschaft und
  • 3 Baumaschinen sowie diverse Motorgeräte und Anhänger.

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Wer dieser Tage eine der Einfahrten des Forschungszentrum passiert, wird von großen, beleuchteten Tannenbäumen begrüßt. Doch nicht nur an den Toren weihnachtet es sehr. Überall auf dem 2,2 Quadratkilometer großen Campus leuchten und blitzen goldene Lichter auf grünen Tannenzweigen.

Einige besonders auffällige Exemplare haben wir mit der Kamera festgehalten und teilen sie hier zur Einstimmung auf die kommenden Festtage.

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