Skalierung der Fusionstechnologie: Tokamak Energy's Erfolg mit Emixa
Tokamak Energy ist ein privates Unternehmen mit einem innovativen Ansatz: die Erzeugung von Fusionsenergie in einem kompakten, nur wenige Meter breiten Gerät. David Kingham, der Vorstandsvorsitzende, erklärt: "Unser Ziel ist es, als erster die Fusion zu kommerzialisieren und als erster ein Fusionsgerät zu bauen, das einen Energiegewinn bringt. Wir haben den weltweit ersten sphärischen Hochfeld-Tokamak entwickelt, um die Vorteile dieser Geräteklasse voll auszuschöpfen."
Tokamak Energy hat zwei Laborprototypen hergestellt und mit dem ST25 HTS eine Weltpremiere erzielt, die den Einsatz von Hochtemperatur-Supraleitermagneten (HTS) demonstrierte. "Unser neuester design, ST40, verwendet Kupfermagnete, stellt aber eine viel größere Herausforderung dar engineering, da wir außergewöhnlich starke Magnetfelder von bis zu drei Tesla im Zentrum des Plasmas anstreben".
Geschäftliche Herausforderungen
Das ST40-Gerät wiegt 50 Tonnen und besteht aus leicht zu bearbeitenden Spezialstahl- und Kupferlegierungen, die für ihre Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit, niedrige magnetische Permeabilität, hohe Leitfähigkeit und strukturelle Stabilität bekannt sind. Tokamak Energy verwendet Solid Edge® Software, die 2014 mit Hilfe von Siemens Digital Industries Software Partner OnePLM implementiert wurde, für seine design. Das Unternehmen setzt die Software Teamcenter® auch für die Produktentwicklung management ein.
Bill Huang, leitender Tokamak-Ingenieur, erklärt:"Wir haben uns für Solid Edge entschieden, weil es Tools nach Industriestandard mit hervorragenden parametrischen Fähigkeiten bietet, um unsere design Herausforderungen zu meistern."
Paul Tigwell, Berater für Mechanik design bei Tokamak Energy, erläutert die Komplexität des Projekts, einschließlich der 24 Stäbe in der spiralförmigen Mittelsäule und der komplizierten Montage der äußeren Schenkel der Ringkernspule. Er lobt Solid Edge für seine Präzision, Intuitivität und leichte Erlernbarkeit für neue Benutzer.
Schlüssel zum Erfolg
"Wir begannen mit einer weißen Weste und entwarfen alles in einer virtuellen Umgebung", erklärt Lockley. "Solid Edge erleichtert die Kommunikation auf mehreren Ebenen und ermöglicht es uns, Geometrien für den Entwurf neuer Komponenten gemeinsam zu nutzen. Die Visualisierungsmöglichkeiten verbessern die Kommunikation erheblich, insbesondere mit Kollegen und Partnern außerhalb unseres Bürodesigns. Was früher Tage für die Entscheidungsfindung benötigte, kann jetzt innerhalb von Minuten erledigt werden."
Huang unterstreicht die Effektivität von Solid Edge, insbesondere in kollaborativen Umgebungen: "Solid Edge ist hervorragend, insbesondere wenn mehrere Teammitglieder gleichzeitig an verschiedenen Entwicklungsaspekten arbeiten. Es fördert wirklich die Zusammenarbeit."
Für Tokamak Energy geht Solid Edge über das bloße design hinaus; es spielt eine wichtige Rolle bei der Problemerkennung und der Identifizierung der Ausrüstung. Tigwell erklärt: "Solid Edge hilft uns, Probleme vorherzusehen und den genauen manufacturing und Montageprozess vor der Implementierung zu bestimmen. So haben wir zum Beispiel festgestellt, dass bestimmte abnehmbare Komponenten in ST40 außerhalb der Reichweite des Krans lagen, so dass eine Montage von unten nach oben erforderlich war."
Die Mitglieder des Konstruktionsteams tauschen Zeichnungen und STEP-Dateien mit Zulieferern aus und drucken Ausdrucke direkt von Solid Edge für die Kollegen von workshop, um manufacturing und Montageverfahren zu überprüfen. Künftige Pläne für workshop sehen vor, den Zugriff auf 3D-PDF-Dateien von Solid Edge aus zu ermöglichen, so dass die technischen Mitarbeiter die Modelle drehen und für bestimmte Details heranzoomen können.
Ergebnisse
"Wir glauben, dass jetzt ein guter Zeitpunkt ist, um sich an der Fusion als innovatives und sich schnell entwickelndes Unternehmenzu beteiligen", so Kingham.
"Da wir von Investoren abhängig sind, ist die große Frage immer, wie schnell wir unsere Prototypen bauen und verbessern können. Mit Solid Edge können wir sehr schnell zwischen verschiedenen Konfigurationen wechseln, und das gibt uns enorme Flexibilität."
"Wir stellen uns einer der größten Herausforderungen für die Menschheit - dazu müssen wir die besten Materialien und Technologien einsetzen, einschließlich der besten design Werkzeuge für diese Aufgabe - und hier kommt Solid Edge ins Spiel."
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