China baut gigantischen Roboterarm für Kernfusionskraftwerke

China hat einen riesigen Roboter gebaut und getestet, der das Äquivalent von zehn afrikanischen Elefanten tragen kann, um Wartungsarbeiten an zukünftigen Fusionsreaktoren durchzuführen. Damit will das Land seinem jahrzehntelangen Ziel, eine „künstliche Sonne” zu bauen, näherkommen. Die ferngesteuerte Testplattform besteht aus drei Armen, wobei der riesige Hauptarm des Robotersystems eine Nutzlast von 60 Tonnen mit sehr hoher Präzision handhaben kann und eine genaue Positionierung und vertikale Hebung mit einer Genauigkeit von bis zu 4 mm erreicht.

Nach Angaben der South China Morning Post übertrifft diese Nutzlastkapazität die der weltweit größten und komplexesten Robotersysteme, die derzeit für gefährliche Aufgaben in der Kernkraftindustrie eingesetzt werden. So hat beispielsweise das japanische Unternehmen Mitsubishi Heavy Industries einen sieben Meter langen Roboterarm für die Wartung und Inspektion von Kernreaktorbehältern entwickelt, dessen maximale Tragkraft an der Armspitze zwei Tonnen beträgt. Gleichzeitig bieten die beiden kleineren Arme eine maximale Flexibilität und Präzision, da sie mit einer Genauigkeit von ±0,01 mm stets an die gleiche Stelle zurückkehren.

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Roboter ist Teil des Projekts CRAFT

Der Roboter ist ein wichtiges Teilsystem der Comprehensive Research Facility for Fusion Technology (CRAFT), die nach einer mythischen chinesischen Figur namens Kuafu benannt ist, die versuchte, die Sonne zu fangen. Als eines der wichtigsten wissenschaftlichen Infrastrukturprojekte Chinas ist CRAFT eine Plattform, auf der Ingenieure die Schlüsselkomponenten von Fusionsreaktoren entwickeln und testen können.

Die Anlage wurde unter der Aufsicht des Instituts für Plasmaphysik, einer Tochtergesellschaft der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Hefei, Provinz Anhui, gebaut und ist Teil des ehrgeizigen Vorhabens Chinas, Fusionsenergie nutzbar zu machen.

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Wartungsroboter muss harten Bedingungen trotzen

Während des Betriebs eines Fusionsreaktors sind Kernkomponenten wie die Ummantelung – Schutzschichten, die extremer Hitze, Druck und Strahlung durch das Fusionsplasma standhalten sollen – aufgrund der extremen Betriebsbedingungen anfällig für Beschädigungen. Die Wartung kann nur ferngesteuert durch Roboter durchgeführt werden, die unter den Belastungen durch hohe Hitze, starke Magnetfelder und Neutronenstrahlung arbeiten können.

Trotz rascher Fortschritte in der Industrierobotik sind die aktuellen Modelle nicht dafür ausgelegt, solchen rauen Umgebungen standzuhalten und gleichzeitig schwere Lasten mit höchster Präzision zu transportieren. Pan Hongtao, ein Forscher am Institut für Plasmaphysik, der die Entwicklung leitete, erklärte laut SCMP, sein Team habe eine Maschine entwickelt, die diese hochkomplexen Anforderungen erfüllen kann, indem es technologische Hürden in Bezug auf Materialien, Roboterstruktur, Sensorik, Steuerung und Zuverlässigkeit überwunden habe.

Rekordauftrag für kollaborative Robotik

Kollegeroboter

Elite Robots liefert 3.000 Cobots nach China

Ein Auftrag, der Geschichte schreibt: Das chinesische Unternehmen Elite Robots sichert sich den größten Einzeldeal der kollaborativen Robotik – 3.000 Cobots für die Produktion von E-Fahrzeugen und Elektronikkomponenten.mehr lesen

Mögliche Anwendungsfelder des Giga-Roboters

Die bei der Entwicklung des Roboters erworbenen Technologien sollen zum Betrieb von Kernfusionsanlagen der nächsten Generation im In- und Ausland beitragen. Dazu gehören der Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak in Hefei, dessen Fertigstellung für 2027 vorgesehen ist, sowie der International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), ein Megaprojekt in Frankreich, an dem 35 Nationen gemeinsam arbeiten. Das ITER-Fernbedienungssystem bewältigt unterschiedliche Nutzlasten von bis zu 45 Tonnen.

Pan sagte, dass verwandte Technologien auch auf andere Anwendungen ausgeweitet werden könnten, darunter die Wartung von Kernkraftwerken, die Luft- und Raumfahrt, der Betrieb von Schwermaschinen und Rettungsmaßnahmen.

CRAFT soll bis Ende des Jahres fertiggestellt sein. Nach Angaben des Entwicklers arbeiten mehr als 300 Wissenschaftler und Ingenieure an dem Projekt, das ITER-Technologien sowie noch in der Entwicklung befindliche Innovationen umfasst.

(Quelle: South China Morning Post)