Firma Streicher, která sídlí ve Štěnovicích na Plzeňsku a vyvíjí a vyrábí vakuová zařízení pro potravinářský, farmaceutický, polovodičový nebo vesmírný průmysl či oblast vědy a výzkumu, získala v polovině minulého roku prestižní zakázku od Evropské kosmické agentury (ESA). Vůbec poprvé tak vakuová komora z této společnosti zamíří do laboratoří ESA. V dubnu také dodá další vakuovou komoru do laserového výzkumného centra ELI Beamlines v Dolních Břežanech.

„Vesmírný průmysl je jedna z oblastí, pro kterou jsou naše vakuová zařízení určena. Možnosti pracovat pro mezinárodní agenturu ESA si proto velmi vážíme. Jedná se o první projekt, s nímž nás ESA oslovila,“ říká jednatel strojírenské divize Streicher Plzeň Jiří Lopata.

Jedná se o menší šestiúhelníkovou komoru o průměru 45 a výšce 35 cm. „Ačkoliv komory obvykle vyrábíme jako svařované sestavy, tato vznikla vzhledem k požadované malé velikosti obrobením z jednoho kusu nerezové oceli,“ upozorňuje vedoucí oddělení konstrukce Emil Černý. „Na dně komory je umístěn tzv. breadboard. Ten je vyroben z hliníku a připojen na chlazení. Díky systému kanálků, jimiž je protkán, zajišťuje pomocí tekutého dusíku chlazení komory až do -180°C. Zároveň jsme integrovali elektrické topnice schopné vypékání komory až do teploty 200°C,“ vysvětluje Černý. Udržování homogenní teploty uvnitř komory je zajištěno radiačními štíty z nerezové oceli, které zabraňují tomu, aby komora teplo pohlcovala a odváděla ho ven.

Důležitou součástí komory je také vakuová průchodka coldfinger, speciálně vyvinutá pro tento projekt. Jedná se o součástku, jenž bude vysoce podchlazená a jejímž úkolem bude lapat volné částice, které se vypařují z testovaného dílu v průběhu jeho vypékání. Tato kryogenní past tak ochrání stěny komory a vakuový čerpací systém před nežádoucími volnými částicemi. Stejnou ochranu poskytne technologiím, jimiž ESA komoru osadí.

Aby byla do laboratoří ESA komora dodána v požadované čistotě, prošla nejprve mechanickým a následně elektrolytickým leštěním. Při tomto procesu se odebírá kov v podobě atomů, čímž se materiál na mikroskopické úrovni vyhlazuje. Montáž jednotlivých součástí komory probíhá v tzv. čistých prostorách štěnovické firmy, které splňují požadavky ISO6 – ISO8 dle normy EN ISO 14644-1, která specifikuje třídy čistoty ovzduší z hlediska koncentrace částic a také kontaminace chemickými látkami, hlavně pak uhlovodíky.

Komoru, na které ve firmě Streicher pracovali od srpna minulého roku, ESA vybaví přístroji, které umožní provádět testování a screening dílů určených do satelitů. Půjde například o hmotový spektrometr na analýzu zbytkových plynů (RGA) a další technologie, které monitorují vliv kosmického prostředí na dané materiály. Do komory bude také pomocí dvou přírub přiváděn laserový svazek pro analýzu testovaných komponent.

Po více než roční práci bude v dubnu dodána také napařovací vakuová komora Elias pro laserové výzkumné centrum ELI Beamlines (Extreme Light Infrastructure) v Dolních Břežanech, přesněji pro tamní evropské konsorcium ERIC (European Research Infrastructure Consortium). Komora z nerezové oceli má celkovou hmotnost 12 tun a je určena na napařování tenkých multi-vrstev na velké optické prvky ultraintenzivních laserů.

„Komoru jsme vyvíjeli společně s americkou firmou, která do ní dodala hlavní část technologií pro napařování ultratenkých vrstev, a s centrem ELI Beamlines, jenž bude komoru používat. Vše bylo nutné vzájemně konzultovat, vývoj tak probíhal od února do října 2023,“ říká vedoucí oddělení konstrukce Emil Černý.

Komora má tvar krychle se zaoblenými rohy a je umístěna na podpěrných nohách. Ty jsou nutné z důvodu infrastruktury, která bude umístěna na dně komory. Vnitřní rozměry nádoby jsou přibližně 2,5 x 2,5 x 2,4 m (výška), objem činí cca 15 m³. Komora je vybavena výklopnými dveřmi pro přístup k instalaci, údržbě mechanických částí a nakládání substrátů a dále šesti přírubami pro montáž kryogenních vakuových vývěv. Uvnitř se nachází ochranný štít z nerezových plechů, který chrání stěny komory během procesu povlakování. Ten lze v případě potřeby vyjmout a vyčistit tryskáním skleněnými perlami. Díky chladícímu kanálu, navařenému na vnějším povrchu celé vakuové komory, bude uvnitř udržována konstantní teplota několik set stupňů Celsia.

Finální montáž a čištění komory proběhly v čistém prostoru nejvyšší klasifikace, kterou firma Streicher disponuje, tj. ISO6 dle normy EN ISO 14644-1. „Naše firma je výjimečná tím, že i u rozměrných zařízení dokážeme splnit ty nejvyšší požadavky čistoty, které musejí být dodrženy u dodávek pro polovodičový nebo optický průmysl. V minulosti jsme už pro ELI Beamlines dodávali například zařízení pro distribuci laserového svazku nebo vakuové komory laserových kompresorů,“ doplňuje jednatel Jiří Lopata.