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strictement respectée pendant l’ensemble du processus de fabrication. Malgré une climatisation parfaite de l’espace de mesure dans la production sur commandes, les pièces peu-vent uniquement être mesurées la nuit entre 3h00 et 4h00 du matin étant donné que le passage du public dans l’espace de mesure est trop dense pendant la journée ce qui ne permet pas de contrôler avec exactitude la température ambiante et de garantir ainsi la température de référence obligatoire.

Pour atteindre cet objectif, Kern dispose exactement du pro-duit adapté : la Kern Pyramid nano ! dans le cadre de cette exigence, les innovations essentielles de cette construction entrent en jeu - ses guidages et ses entraînements intégrale-ment hydrostatiques. ces derniers fonctionnent sur un cous-sin d’huile de 15 µm contrôlé en permanence. La construction Kern Pyramid nano est une des rares fraiseuses au monde sur laquelle la pièce à usiner n’est justement pas déplacée par des éléments mécaniques. la précision de position est uniquement possible lorsque la friction - comme sur la Kern Pyramid nano - est quasiment égale à zéro.

l’usinage final de ces composants cern dure environ 16 heures. Pendant cette phase, des secousses environnantes se produisent en permanence en raison du trafic ferroviaire directement annexé au hangar de production, ce qui n’exerce cependant aucune influence sur la précision de la Kern Pyra-mid nano ; la plus petite oscillation n’a pas pu être constatée sur la machine.

suite à la livraison de la première « pièce test » à cern après une phase intensive de développement de deux ans chez Kern, l’enthousiasme chez cern était si important qu’une commande consécutive a été passée chez Kern. « Nous apprécions énormément le professionnalisme et la systématique de Kern dans le traitement de cette commande ambitionnée et le résultat a vraiment dépassé nos attentes » a déclaré said atieh, ingénieur diplômé et responsable de la fabrication de pièces haute précision chez cern dans le cadre du projet clic. « La collaboration avec Kern nous a montré qu’une PME avec du personnel engagé et intéressé est parfaitement en mesure de fournir une contribution signi-ficative à la recherche de pointe scientifique et nous aide à faire passer nos visions à l’état de réalité » selon le dr steffen döbert, chef de projet du programme Pets.

Précision et qualité sont les mots-clés de Kern. après que Kern ait de plus réussi à produire la précision et la qualité de surface exigées par cern à des unités de pièces réalistes, Kern est maintenant de la partie chez cern. l’entreprise Kern est très fière d’avoir obtenu la possibilité de produire pour le centre de recherche nucléaire le plus connu et le plus prestigieux au monde.un très bel exemple sur la manière dont l’industrie et la re-cherche collaborent et se soutiennent mutuellement ! en effet, pas seulement cern profite du savoir-faire des ingénieurs de Kern, mais « Kern a énormément appris par le biais du CERN » selon oliver Fischer, chef d’atelier de la production sur commandes chez Kern.

Kern und CERN – ein spannendes DuoDie Europäische Organisation für Kernforschung CERN mit Sitz im Kanton Genf in der Schweiz ist mit seinen 10.000 Usern – Mitarbeiter, Forscher, Kollegen anderer Institute, etc.- das größte Forschungszentrum für Teilchenphysik wel-tweit. Mit Hilfe einer Reihe von Beschleunigern, darunter der LHC (Large Hadron Collider), wird am CERN vielfältige physikalische Grundlagenforschung betrieben.

Kern et CERN - un duo captivantL’organisation européenne pour la recherche nucléaire CERN située en Suisse dans le canton de Genève est le plus grand centre de recherche au monde dans le domaine de la physi-que des particules avec ses 10 000 utilisateurs - collabora-teurs, chercheurs, collègues d’autres instituts, etc. Grâce à une série d’accélérateurs, entre autres le grand collisionneur de hadrons (LHC), diverses activités de recherche fondamen-tale en physique sont réalisées au CERN.un projet très captivant de la recherche du cern consiste entre autres à l’étude d’un nouveau concept d’accélérateur, le collisionneur linéaire compact (clic), une machine à élec-trons positrons de 48,3 km de long et une énergie maximale de 3 teV. le nouveau concept comprend une accélération linéaire à deux faisceaux où les faisceaux opposés se ren-contrent au milieu de la machine sur une cible.

C’est là qu’intervient l’entreprise Kern Micro- und Feinwerktechnikun composant décisif pour ce projet est l’élément fabriqué par Kern, le Pets (Power extraction and transfer structure). il s’agit ici d’un rail en cuivre de 800 mm composé de cuivre exempt d’oxygène à haute conductivité avec une structure de peigne extrêmement précise et dentée. huit rails de cui-vre (Pets) sont installés en parallèle dans une disposition octogonale. un faisceau d’électrons est alors envoyé à la vi-tesse de la lumière à travers cette disposition et une partie de l’énergie des faisceaux est extraite sous forme de microon-des à haute fréquence. cette énergie est alors utilisée pour la procédure d’accélération en elle-même dans le deuxième accélérateur parallèle alors que les surfaces de cuivre sont exposées à d’énormes champs électromagnétiques.

Très hautes exigencesles très hautes exigences posées par cern n’ont cependant pas posées un problème notable à Kern. Étant donné que la génération d’un champ haute fréquence dépend directement de la structure du composant, des tolérances de forme et de volume de ± 20 µm uniquement par rapport à toutes les surfaces de référence sont autorisées. une exigence particu-lière est ici représentée par l’équilibrage de température du composant pendant l’ensemble du processus de fabrication. Étant donné que le cuivre présente un grand coefficient de dilatation thermique, une modification de température d’un degré Kelvin uniquement correspondrait à un changement de longueur de 10 µm sur ce composant. Pour cette rai-son, la température ambiante de 20 degrés celsius doit être

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sdie endgültige Bearbeitung dieser cern-Komponenten dau-ert etwa 16 stunden. Während dieser Zeit kommt es zwar laufend zu erschütterungen aus der umgebung, durch den direkt neben der Produktionshalle entlanglaufenden schie-nenverkehr, wodurch sich die Kern Pyramid nano allerdings nicht in ihrer Präzision beeinflussen lässt und auch nicht die kleinste schwingung in der Maschine festzustellen ist.

nachdem Kern nach zweijähriger, intensiver entwicklungs-zeit das erste „testteil“ an cern liefern konnte, war die Be-geisterung bei CERN groß, worauf ein Folgeauftrag an Kern vergeben wurde. „Wir schätzen es sehr, wie professionell und systematisch Kern diesen ambitionierten Auftrag bearbeitet hat und sind mit dem Ergebnis mehr als zufrieden“, so said atieh, diplomingenieur und bei cern verantwortlich für die Fertigung der hochpräzisionsteile des clic Projekts. „ Die Zusammenarbeit mit Kern hat uns gezeigt, dass ein mittel-ständisches Unternehmen mit engagiertem und interessier-tem Personal sehr wohl einen signifikanten Beitrag zur wis-senschaftlichen Spitzenforschung leisten kann und uns damit hilft, unsere Visionen Realität werden zu lassen“, so dr. stef-fen döbert, Projektleiter für das Pets Programm.

Präzision und Qualität, das sind die Kern schlagwörter. nachdem es Kern gelungen ist, die von cern geforderte Präzision und oberflächenqualität auch noch zu realistischen stückkosten zu produzieren, ist Kern bei cern nun mit im Boot. die Firma Kern macht es sehr stolz, dass man für das weltweit bekannteste und erfolgreichste Kernforschungszen-trum produzieren darf.

ein schönes Beispiel, wie eng industrie und Forschung zu-sammen arbeiten und sich gegenseitig unterstützen! denn nicht nur cern profitiert vom Knowhow der Kern ingeni-eure, sondern „auch Kern hat durch cern enorm dazuge-lernt“, so oliver Fischer, Werksleiter der auftragsfertigung bei Kern.

Kern and CERN – an exciting double actWith its 10,000 users - staff, researchers, colleagues from other institutes etc., the European Organisation for Nuclear Research CERN, which is headquartered in the canton of Geneva, Switzerland, is the largest research centre for parti-cle physics in the world. At CERN, wide-ranging fundamental physics research activities are carried out with the help of a series of accelerators, including the LHC (Large Hadron Collider).

ein sehr spannendes Projekt der cern Forschung ist u.a. die studie eines neuen Beschleunigerkonzeptes, des clic (compact linear collider), einer elektron-Positron Maschine von 48,3 km länge und einer energie bis zu 3 teV.das neue Konzept besteht aus einer linearen Zweistrahlbe-schleunigung, wobei die gegenläufigen strahlen in der Mitte der Maschine auf ein target treffen.

Hier kommt die Firma Kern Micro- und Feinwerktechnik in Spiel.eine der entscheidenden Komponenten für dieses Projekt ist ein von Kern gefertigtes Bauteil, das sogenannte Pets (Power extraction and transfer structure). hierbei handelt es sich um eine 800mm lange Kupferschiene aus hochleiten-dem, sauerstoff freiem Kupfer mit einer hochgenauen, ge-zackten Kammstruktur. acht dieser Kupferschienen (Pets) werden, parallel zueinander laufend, in einer achteckigen an-ordnung installiert. ein elektronenstrahl wird dann mit lichtge-schwindigkeit durch diese anordnung geschickt und ein teil der strahlenenergie in Form von hochfrequenten Mikrowellen extrahiert. diese energie wird daraufhin für den eigentlichen Beschleunigungsvorgang in einem parallel verlaufenden zweiten Beschleuniger genutzt, wobei die Kupferoberflächen enormen elektromagnetischen Feldern ausgesetzt werden.

Hohe Anforderungenobwohl die anforderungen seitens cern sehr hoch waren, stellten sie doch für Kern kein wesentliches Problem dar. da die erzeugung des hochfrequenzfeldes direkt von der struk-tur des Bauteils abhängt, sind Toleranzen von nur ± 20 µm in der Form zu allen referenzflächen zulässig. eine beson-dere herausforderung stellt hier die temperierung des Bau-teils während der gesamten Fertigung dar. da Kupfer einen sehr großen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, würde bei diesem Bauteil eine temperaturänderung von nur einem Grad Kelvin eine Längenänderung von 10 µm bedeuten. aus diesem grund muss die umgebungstemperatur von 20 grad celsius während des gesamten Fertigungsprozesses streng eingehalten werden. trotz perfekter Klimatisierung des Messraumes in der auftragsfertigung, können die teile jeweils nur zwischen 3:00 und 4:00 uhr nachts gemessen werden, da untertags der Publikumsverkehr im Messraum zu hoch ist, um die umgebungstemperatur exakt zu kontrollieren und somit die temperaturvorgabe zu garantieren.

um all das zu erreichen, hat Kern genau das richtige „Pferd im stall“ – die Kern Pyramid nano! Bei dieser herausforde-rung kommen ihre wichtigsten innovationen in spiel – ihre komplett hydrostatischen Führungen und antriebe. diese lau-fen auf einem ständig kontrollierten 15 µm starken Ölpolster. die Kern Pyramid nano ist eine der weltweit wenigen Fräs-maschinen, auf der das Werkstück eben nicht durch mecha-nische Komponenten bewegt wird. die Positionsgenauigkeit ist nur dann möglich, wenn die reibung – wie eben bei der Kern Pyramid nano – gleich null ist.

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machine’s key innovations come to the fore, i.e. its completely hy-drostatic guides and drives. these run on a constantly controlled 15 µm thick hydraulic oil cushion. The Kern Pyramid nano is one of the very few milling machines in the world on which the workpiece is not moved by mechanical compo-nents. Positioning accuracy is only possible if the friction is equivalent to zero - as is the case with the Kern Pyramid nano.

the final machining of these cern components lasts around 16 hours. during this time there are constant vibrations from the surrounding area due to the rail traffic running along di-rectly beside the production hall. however, this does not af-fect the precision of the Kern Pyramid nano and not even the slightest vibration can be detected in the machine.

after a two-year period of intensive development work, Kern was able to supply the first «test part» to cern. it was re-ceived enthusiastically by cern and Kern was then awarded a follow-on order. “We are very appreciative of how Kern han-dled this challenging job systematically and professionally and are more than happy with the result,” says said atieh, engineer at cern responsible for the fabrication of the high-precision parts for the clic project. “Our collaboration with Kern showed us that a midsized enterprise with a dedicated and enthusiastic workforce really can make a significant con-tribution to high-level scientific research and thus help us to make our vision reality,” says dr. steffen döbert, project manager for the Pets programme.

Precision and quality are the very essence of the Kern brand. having succeeded in producing the precision and surface quality demanded by cern, and having done so at a rea-sonable unit cost, Kern has now been welcomed on board by cern. Kern is very proud to be producing components for the best known and most successful nuclear research facility in the world.

a fine example of how closely industry and research inter-act and provide mutual support. Because it is not just that cern is benefitting from the knowhow of Kern engineers, for «Kern too has learned a huge amount from CERN,» explains oliver Fischer, plant manager for contract manufac-turing at Kern.

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tél. +49 8824 9101 0 Kern@microtechnic.com

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one of cern’s very interesting research projects is the study of a new accelerator concept, the clic (compact linear col-lider), an electron-positron machine 48.3 km long and with a centre-of-mass energy of up to 3 teV. the new concept com-prises a linear two-beam accelerator in which the counter-rotating beams interact at a designated collision point in the centre of the machine.

And this is where Kern Micro- und Feinwerktechnik comes into the picture.one of the key components for this project is a part manu-factured by Kern: the Pets (Power extraction and transfer structure), a 800 mm long copper rod made of highly conduc-tive, oxygen-free copper with a high-precision, toothed comb profile. eight of these copper rods (Pets) running parallel to one another are installed in an octagonal arrangement. an electron beam is then passed through this arrangement at the speed of light and some of the beam energy is extracted in the form of high-frequency microwaves. this power is then used for the acceleration process as such in a second parallel accelerator, with the copper surfaces being exposed to huge electromagnetic fields in the process.

High requirementsalthough cern’s requirements were extremely exacting, this was not a major issue for Kern. as the production of the high-frequency field is directly dependent on the structure of the part, form and volume tolerances of only ± 20 µm were admissible for all reference faces. a particular challenge here was to control the temperature of the part during the entire production process. as copper has a very high heat expan-sion coefficient, a temperature change of just one degree Kelvin would extend the length of this component by 10 µm. this is why the ambient temperature of 20 degrees c had to be strictly maintained during the entire production process. despite ideal climate control in the production facility’s meas-uring lab, the parts could only be measured between 3 and 4 am, because during the day there are too many people in the lab to allow accurate control of the ambient temperature and therefore guarantee the specified temperature.to achieve all of this Kern can bring on its star performer - the Kern Pyramid nano! Faced with this kind of challenge, the

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