y

Praktijkstudie Tokamak Energie

Tokamak Energy is een privébedrijf met een innovatieve aanpak: fusie-energie produceren in een compact apparaat van slechts een paar meter breed. David Kingham, chief executive officer, legt uit: "Ons doel is om als eerste fusie te commercialiseren en als eerste een fusieapparaat te maken dat energiewinst oplevert. We hebben 's werelds eerste bolvormige tokamak met een hoog veld ontworpen om deze klasse van apparaten optimaal te benutten."

Tokamak Energy heeft twee laboratoriumprototypes geproduceerd en een wereldprimeur bereikt met de ST25 HTS, die het gebruik van hogetemperatuursupergeleidermagneten (HTS) demonstreerde. "Ons nieuwste ontwerp, ST40, maakt gebruik van koperen magneten, maar is veel meer een engineering uitdaging omdat we streven naar uitzonderlijk sterke magnetische velden, tot drie Tesla in het centrum van het plasma."

Tokamak Energie casestudy-2
Het ST40-apparaat

Business challenges

Het ST40-apparaat weegt 50 ton en is gebouwd met behulp van gemakkelijk te bewerken speciale staal- en koperlegeringen die bekend staan om hun corrosiebestendigheid, hittebestendigheid, lage magnetische doordringbaarheid, hoge geleidbaarheid en structurele stabiliteit. Tokamak Energy gebruikte Solid Edge® software, geïmplementeerd in 2014 met de hulp van Siemens Digital Industries Software partner OnePLM, voor het ontwerp. Het bedrijf gebruikt ook Teamcenter® software voor productontwikkeling management.

Bill Huang, senior tokamakingenieur, zegt:"We hebben voor Solid Edge gekozen omdat het industriële standaardgereedschappen biedt met uitstekende parametrische mogelijkheden om onze design uitdagingen aan te gaan."

Paul Tigwell, consultant mechanisch ontwerp bij Tokamak Energy, gaat dieper in op de complexiteit van het project, waaronder de 24 staven in de spiraalvorm van de middelste kolom en de ingewikkelde assemblage van de buitenste ledematen van de toroïdale veldspoel. Hij prijst Solid Edge voor zijn precisie, intuïtiviteit en het gemak waarmee nieuwe gebruikers het kunnen leren.

Succesfactoren

"We begonnen met een blank vel en ontwierpen alles in een virtuele omgeving", aldus Lockley. "Solid Edge faciliteert communicatie op meerdere niveaus, waardoor we geometrie kunnen delen voor het ontwerpen van nieuwe componenten. De visualisatiemogelijkheden verbeteren de communicatie enorm, vooral met collega's en partners buiten ons kantoor op design. Wat vroeger dagen duurde om beslissingen te nemen, kan nu binnen enkele minuten worden bereikt."

Huang benadrukt de effectiviteit van Solid Edge, vooral in samenwerkingsverbanden, en zegt: "Solid Edge is uitstekend, vooral wanneer meerdere teamleden tegelijkertijd aan verschillende ontwikkelingsaspecten werken. Het bevordert echt de samenwerking."

Voor Tokamak Energy, gaat Solid Edge verder dan alleen ontwerp; het speelt een vitale rol in probleemdetectie en apparatuuridentificatie. Tigwell legt uit: "Solid Edge helpt ons problemen te voorzien en het precieze fabricage- en assemblageproces te bepalen vóór de implementatie. We realiseerden ons bijvoorbeeld dat bepaalde verwijderbare componenten in ST40 buiten het bereik van de kraan lagen, waardoor een bottom-to-top assemblage nodig was."

De leden van het ontwerpteam delen tekeningen en STEP-bestanden met leveranciers en printen rechtstreeks vanaf Solid Edge voor workshop collega's om manufacturing en assemblageprocedures te bekijken. Toekomstige workshop plannen omvatten het bieden van toegang tot 3D PDF-bestanden vanaf Solid Edge, waardoor technische operators modellen kunnen roteren en kunnen inzoomen voor specifieke details.

De ST40 in detail
De ST40 in detail hierboven

Resultaten

"Wij geloven dat het nu een geweldige tijd is om betrokken te zijn bij fusie als een innovatief en snel veranderend bedrijf," zegt Kingham.

"Aangezien we gedreven worden door investeerders, is de grote vraag altijd hoe snel we onze prototypes kunnen bouwen en verbeteren. Met Solid Edge kunnen we heel snel updates uitvoeren tussen verschillende configuraties en dat geeft ons een enorme flexibiliteit."

"We gaan een van de grootste uitdagingen aan waar de mensheid voor staat. Om dit te kunnen doen, moeten we de beste materialen en technologieën gebruiken, inclusief de beste design gereedschappen voor deze taak - en dat is waar Solid Edge om de hoek komt kijken."

Samen verbeteren we de prestaties van je industriële machines.

Begin je reis naar topprestaties en efficiëntie.