期 2·2021 – 2025 战略 和文化
GF员工的全球杂志

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直通宇宙

是什么让我们的宇宙凝聚在一起?CERN 的科学家们正在寻找物理学中重大问题的答案。GF 加工方案的线切割机可以对此提供帮助。

Said Atieh 找到了他梦寐以求的工作。“我在一个多元文化且多学科的环境中工作,” 这位机械工 程师兴奋地表示。“在 CERN 这里有着许多科学技术,我们所有的同事都一直在努力达到可能的极限。在这里,我们汇集了独一无二的人员、文化和学科。他们努力的总和创造了出色的成果。”

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CERN 的数字

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个国家现已参与世界上最大的粒子 物理学研究中心。年度研究预算为 12 亿瑞士法郎。

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位员工长期受雇于 CERN。

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块磁铁将大型强子对撞机中的粒子 加速到接近光速。

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位客座科学家来自世界各地,共同参 与了 CERN 的各种研究项目。

Atieh 为位于日内瓦附近梅林(瑞士)的欧洲核研究组织工作,该组织更广为人知的名称是 CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire)。自该组织于 1954 年成立以来,在这个世界上最大的粒子物理学研究中心里,科学家们一直在寻找物理学基本问题的答案:物质是由什么构成的?是什么力量将物质凝聚在一起?宇宙大爆炸之后不久发生了什么?

为了找到这些问题的答案,CERN 研究人员运行巨大的粒子加速器,让他们深入了解物质的本质和宇宙中的力量。近几十年来,借助复杂的设备,他们取得了许多科学突破。研究人员在 2012 年庆祝了一个惊人的发现:当时,他们首次证明了希格斯粒子的存在,它为宇宙中的所有事物赋予了质量。

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自 1980 年以来,CERN 一直与 GF Machining Solutions 合作。其座右铭是用以解决方案为导向的方式思考和发展。在工作中:由 Said Atieh(左 2)领导的 CERN 主工作室团队和 GF Machining Solutions 的销售工程师 Patrick Debonneville(右)。

比宇宙更寒冷

自 2010 年以来,欧洲核子研究中心的研究人 员一直在运行大型强子对撞机 (LHC),这是世界上最大的粒子加速器。它位于一条周长为 27 公里的圆形隧道内,在瑞士和法国领土下方 100 米处运行。LHC 提供一些顶尖功能: 其中之一是将用于保持粒子轨道位置的磁铁 控制在零下 271 摄氏度——比宇宙中的温度还低。建造和运营像 LHC 这样的设备需要市场上最好的机械和材料,以及富有创造力的工程师和技术人员。这就是 Said Atieh 大显身手之处:他领导着拥有 50 名员工的 CERN 主工作室,在那里制造新 LHC 组件的原型样件。

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在 CERN,科学家们正在寻找物理学中重大问题的答案。世界上最大的粒子加速器和其他机器可以帮助他们做到这一点。您可以在视频中看到令人印象深刻的相关画面。

快速而精准

无怪乎 CERN 是 加工方案一个非常特殊的客户。“因为这里的技术人员和科学家总是竭尽全力,所以他们也需要最先进的机器,” Patrick Debonneville 说,他在 GF 加工方案工作了 41 年,自 1995 年以来一直是电火花加工 (EDM) 部门的销售工程师。

自 1980 年以来,CERN 一直与 GF 加工方案 合作:当时,研究中心购买了第一台线切割机,并于 1998 年续购了更新的型号。由于其使用寿命即将结束,2018 年在 Patrick Debonneville 的支持下,Said Aiteh 采购了一台 CUT P 800 型号的新机器。找到每一个问题的答案都需要耐心——无论是从技术上还是经济上。

在机器内部,电火花在细线和工件之间每秒跳跃超过 600,000 次,在某些点产生约 15,000 摄氏度的温度。“通过这种方式,可以比使用铣床更精确地切割金属,” Debonneville 解释道。

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一位 CERN 员工检查 CUT P 800 的设置。线切割机能够比铣床更精确地切割金属。
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CERN 研究人员正试图创造尽可能接近宇宙空间的条件。为此,他们使用粒子加速器,其运行有时需要细丝部件。

奇异的材料

在 CERN,工作室的技术人员经常使用一些奇异的材料。这些包括诸如金属铌,它具有产生强磁场所需的高导电性。“我们需要由铌制成的新组件,以便在未来提高 LHC 的效率,或者构建全新的粒子加速器,” Atieh 表 示。“为此,我们必须精确制造非常精细的部件,例如用于扩展 LHC 的空腔谐振器——这正是适合线切割机的完美任务。”

然而,一些技术调整也是必要的,毕竟几乎所有其他 GF 客户都使用这种设备来切割更常见的材料,如钢、铝或钛。由于材料铌在加工过程中的特性,GF 加工方案的应用专家必须调整一些机器属性,例如线张力或电压频率,以便它能够满足 CERN 的特定需求。两年来,Said Atieh 和 Patrick Debonneville 不断为此交换需求并提出解决方案。2021 年 3 月,时机已到:新机器 CUT P 800 交付至 CERN 主工作室。在那里,它将在接下来的 20 年里为回答物理学中的重大问题尽自己的一份力量。

诺贝尔奖

  • 1984: CERN 研究人员 Carlo Rubbia 和 Simon van der Meer 因发现 W 和 Z 粒子而获得诺贝尔物理学奖。
  • 1992: Georges Charpak 因开发粒子探测器而获得诺贝尔物理学奖。

极度虚空

LHC 内部的真空类似于宇宙中的虚空。这种试验状态确保轨道粒子只与它们的同类碰撞,而不是与空气分子碰撞。但是,做到这一点需要付出很多努力:专用泵需要近两周时间才能将粒子加速器抽至真空。

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CUT P 800: 线切割机自动识别所使用的材料、设置适当参数并提供最高精度。

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CERN 研究人员使用铌在粒子加速器中产生磁场。这种稀有重金属具有极高的导电性。

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为了扩展粒子加速器,CERN 必须制造非常精细的部件,例如空腔谐振器。这正是适合线切割机的完美任务。

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GF Machining Solutions 电火花加工 (EDM) 部门销售工程师 Patrick Debonneville(右)在主工作室与两名 CERN 员工交谈。

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直径 15 米,长 21 米,重 14,000 吨的紧凑缪子线圈探测器 (Compact Muon Solenoid) 是有史以来安装在粒子加速器上最重的探测器。

“我们了解并信赖彼此已久”

Said Atieh 领导着位于日内瓦附近梅林的 CERN 主工作室。这位机械工程师任职于欧洲研究中心,并长期与 GF 加工方案 合作。

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Said Atieh 为位于日内瓦附近梅林(瑞士)的欧洲核研究组织工作。

您的工作室在 CERN 发挥着怎样的作用?

我们是工程部门的一部分,负责粒子加速器或探测器新组件的设计、制造和质量保证。CERN 的科学家和技术人员向我们提出原型样件的想法,然后我们根据他们的要求使用我们的机器制作样件。这种工作方式在这里已有很长时间的传统:在 20 世纪 50 年代末,我们的工作室就是 CERN 片区最早的建筑之一,我们今天仍然为此感到非常自豪。

GF 加工方案如何为您的工作提供支持?

我们需要能够确保在加工铌等稀有材料时保持最高精度的机器。但是与此同时,我们的机器也不能是定制孤品。我们遵循行业标准,因为我们的原型样件稍后也会由 CERN 成员国的公司在同样的机器上大量制造。GF 让我们两者兼顾:卓越的机器和加工质量以及它们在全球工业中的应用。

您对合作有何评价?

GF 加工方案是我们的重要合作伙伴。我们了解并信赖彼此已久。除了产品的质量,我们也很赞赏主动而且非常可靠的服务:在我们需要支持的时候,GF 专家总是会 迅速到达现场。此外,我们的联系人准确了解我们的需求。我们的要求非常特殊,决不能想当然。

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