Un día de trabajo en el proyecto respaldado por la Unión Europea I.FAST da para mucho, desde participar en desafíos para estudiante hasta crear componentes de cobre impresos en tres dimensiones para aceleradores de partículas.
En el proyecto I.FAST financiado con fondos europeos, se ha producido un componente básico de cobre para los futuros aceleradores de partículas mediante fabricación por adición. La peculiaridad de este componente radica en que, por primera vez, se ha impreso en tres dimensiones (3D) en una sola pieza.
«Este hecho demuestra que es posible utilizar nuestras máquinas para fabricar por adición y con suficiente precisión grandes componentes de cobre, con una altura de casi 400 milímetros. En otras palabras, con la impresión 3D podemos fabricar incluso piezas de alta precisión como esta de forma más rápida, barata y eficiente en materia de energía», manifestó el ingeniero Michael Thielmann, de la empresa alemana de alta tecnología TRUMPF, el fabricante del componente, en una noticia publicada en «3D Printing Media Network». La versión definitiva del componente de cobre puro se presentó en la exposición internacional de impresión 3D Formnext, celebrada en Fráncfort en noviembre de 2022.Este componente es un cuadrupolo de radiofrecuencia (RFQ, por sus siglas en inglés), que, tal como se comenta en la noticia, constituye uno de los elementos más complejos de un acelerador. El RFQ proporciona energía al haz de partículas, lo que le permite alcanzar casi la velocidad de la luz. Hasta ahora, los RFQ se fabricaban con métodos convencionales caros y lentos: se producían en varias pieza que, después, se ensamblaban a través de diferentes fase de producción que incluían, por ejemplo, el fresado y la soldadura fuerte. La fabricación por adición ha permitido prescindir de estas fases y crear el componente de una sola vez.
«Hoy en día, hay más de treinta mil aceleradores en uso en todo el mundo, sobre todo en la atención sanitaria y la industria. La fabricación por adición puede ayudar a reducir el tamaño y el coste de todos los tipos de aceleradores, ya que no solo mejora y acorta su fabricación, sino que además aumenta su rendimiento», comentó en la misma noticia Maurizio Vretenar, de la Organización Europea de Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), entidad coordinadora del proyecto.
Además, el láser verde utilizado en el proceso de impresión 3D permite fabricar componentes de cobre de forma más barata y rápida que los sistemas con tecnología infrarroja, ya que el cobre absorbe el láser verde mejor que un rayo infrarrojo. «Necesitamos menos energía para lograr la misma rapidez que un láser infrarrojo, o podemos trabajar más rápido con la misma energía», apuntó Thielmann.Como parte de su objetivo de situar a Europa a la vanguardia de la ciencia y la tecnología de aceleradores, I.FAST invita a estudiantes de grado y posgrado a participar en su desafío del verano de 2023 para encontrar nuevas e innovadoras aplicaciones ambientales para los aceleradores de partículas. Durante 10 días, del 25 de julio al 3 de agosto, alumnos con diferente formación que estudian en universidades europeas trabajarán en equipos multidisciplinarios de 6 personas para pensar cómo se pueden emplear los aceleradores para abordar los problemas ambientales actuales.
En este contexto, se impartirán seminarios de alto nivel sobre aceleradores de partículas, restos ambientales e innovación a fin de ayudar a los estudiantes con su labor. El último día, cada equipo presentará su trabajo ante un jurado de expertos del CERN. El plazo de presentación de solicitudes para esta iniciativa de Innovation Fostering in Accelerator Science and Technology termina el 28 de febrero de 2023.
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