Das Projekt ASDEX Upgrade im Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) mit Sitz in Garching bei München ist nicht allein für die beteiligten Forscher eine „heiße Sache“. Die 1991 in Betrieb genommene Tokamak-Anlage „Axialsymmetrische Divertor-Experiment Upgrade“ (ASDEX Upgrade) ist eine der beiden größten deutschen Versuchsanlagen zur Entwicklung von Fusionsreaktoren und zählt zu den wichtigsten Fusionsexperimenten des 1960 gegründeten Instituts. Mit der Anlage sollen Kernfragen der Fusionsforschung mit Plasma unter kraftwerksähnlichen Bedingungen untersucht und entsprechende physikalische Grundlagen für eine zukünftige Stromerzeugung in Kernfusionskraftwerken erarbeitet werden. In der Anlage mit einen Radius von fünf Metern und ein Gesamtgewicht von 800 Tonnen wird das Plasma mit bis zu 27 Megawatt aufgeheizt. „Auf dieser Basis erforschen wir unter anderem Prozesse, um einen rund 100 Millionen Grad heißen Plasmastrahl stabil zu halten und berechenbar zu gestalten“, erklärt IPP-Wissenschaftler Dr. Albrecht Herrmann. „Dabei sind höchste Präzision und größtmögliche Flexibilität gefordert.“

Für ein Projekt zur Erweiterung der Untersuchungsmöglichkeiten mit ASDEX Upgrade sind umfangreiche Umbaumaßnahmen im Plasmagefäß nötig. Da es sich hier um eine komplette Neuentwicklung handelt ist es wichtig die Komponenten, ihre Maßgenauigkeit und auch Montierbarkeit vorab zu testen, um die eigentliche Montagezeit im Plasmagefäß von ASDEX Upgrade so problemfrei wie möglich und damit so kurz wie möglich zu halten. Hierzu sollen die im Vakuumgefäß vorhandenen und für die Montage benötigten Befestigungspunkte in einem Montageteststand nachgebildet werden.

Für die Entwicklung und Realisierung eines entsprechenden Trägergestells, das einerseits die erforderliche Stabilität für exakte Positionierungen der Geräte und Komponenten und zum anderen die notwendige Flexibilität für deren Austausch beziehungsweise Positionsveränderung ermöglicht, hat das Forschungsinstitut die Bauer Profiltechnik GmbH mit Sitz in Neckarwestheim beauftragt. „Die Bauerprofiltechnik überzeugte mit einer intelligenten Konstruktion, die durch innovative Verarbeitung der verwendeten Profilsysteme exakt auf unsere Anforderungen hin ausgelegt ist und uns auch künftig ein Maximum an Flexibilität bei der Anordnung von Geräten und Komponenten bietet“, begründet IPP-Verantwortlicher Thomas Vierle den Zuschlag. Bauer Profiltechnik gilt als Spezialist für die Entwicklung von Lösungen individuell zugeschnittener Arbeitsstationen in Logistik, Industrie und Forschung und zählt zu den Vorreitern bei der innovativen Verwendung spezieller Profilsysteme. Auf ihrer Grundlage und mit dem bewährten Knowhow bei Varianz in Material, Design und Einsatzmöglichkeiten verwirklicht die Bauer Profiltechnik Projekte, die die Prozesse der Anwender optimieren und die Effizienz bei Montage, Auftrags- und Versandfertigung steigern.

So auch für das Tokamakexperiment ASDEX Upgrade des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik. Die Bauer Profiltechnik entwickelte ein innovatives, 3,50 m hohes und 4,5 m breites Rahmengestell, das die nötigen Befestigungspunkte aufnimmt und damit die Probemontage der neuen Komponenten mit einem Gesamtgewicht von 2t ermöglicht. Das Trägersystem ist ein 16-eckiges Polygon. Aus 90 x 90 mm starken Profilstreben haben die Konstrukteure von Bauer Profiltechnik 8 x 32 Verbindungen in einem exakten Winkel von je 11,25 Grad montiert. Wegen der hohen Anforderungen des IPP war dabei eine Abweichungstoleranz unter einem Millimeter gefordert. „Das Ergebnis ist selbst für uns ein kleines Meisterstück“, urteilt Uwe Wehle, Geschäftsführer Bauer Profiltechnik GmbH. „16 Ecken, das ergibt 32 Gehrungsschnitte mit einer Winkelgenauigkeit von je 11,25 Grad – das heißt 11 Winkelgrad, 2 Winkelminuten und 5 Winkel Sekunden“. „Das ist angesichts der Vielzahl an Verbindungen und der Maße der Winkelaufteilung wirklich sehr, sehr präzise. Durch die modulare und strebenartige Bauweise, in der wir das Rahmengestell konstruiert und gefertigt haben, ist das Trägermodel zudem ohne spezielles Werkzeug und verbunden mit einer enormen Zeitersparnis höchst flexibel in der Anpassung, Verstellung oder Erweiterung gestaltet.“ Damit erfüllt das Trägersystem auch hinsichtlich der Zukunftsfähigkeit eine wesentliche Investitionsanforderung des IPP. Schließlich ist das Forschungsprojekt auf einen Entwicklungszeitraum von bis zu 40 Jahren ausgelegt. „Da kann sich bei den Technologien der eingesetzten Geräte und Komponenten einiges ändern und ein Austausch erforderlich sein“, veranschaulicht Wehle.

Mit einem Spezialtransport wurde das 2,8 Tonnen schwere Rahmengestell nach Garching transportiert und im Dezember vergangenen Jahres erfolgte im IPP schließlich die Endmontage. Vom ersten bis zum letzten Arbeitsgang wurde das Material durchgängig mit einer Temperatur von 20 Grad bearbeitet. „Auf diese Weise konnte wir eine Toleranzgenauigkeit von 0,5 mm erzielen und das Gestell in Garching bis auf zwei Millimeter genau ausrichten“, erklärt Wehle. Seit Jahresanfang 2020 werden nun die Geräte und Komponenten des neuen Projekts im Trägerrahmen von Bauer Profiltechnik installiert. „Mit dem Polygon für das IPP haben wir ein Projekt realisiert, das die weitreichenden Konstruktionsoptionen und Einsatzmöglichkeiten von Profilrahmen-Lösungen veranschaulicht“, resümiert Wehle. „Solche Sonderanfertigungen können für nahezu jeden Arbeits- und Aufgabebereich in jeder Branche zur Anwendung kommen und die Prozesse dort optimieren. Das Leistungsangebot der Bauer Profiltechnik reicht dabei über die Konstruktion und Realisierung der Lösung hinaus und umfasst auch den kompletten Umfang der After-Sales-Services – weltweit. Damit können Kunden der Bauer Profiltechnik nicht nur auf die Optimierungspotenziale durch die Lösung vertrauen, sondern vielmehr auch auf die Zukunftsfähigkeit ihrer Investition und eine langfristig partnerschaftliche Zusammenarbeit mit Bauer Profiltechnik bauen.“