用SOLIDWORKS软件推进加速器设计和核科学研究 | 客户案例

NSCL超导回旋加速器实验室研究人员使用SOLIDWORKS来设计和开发各种加速器组件和探测器，以支持尖端核科学实验，例如上述光束线段，它是NSCL再加速器（ReA3）的一部分。

结果：

• 缩短设计周期

• 提高了处理大型装配的能力

• 通过减少废料和返工降低开发成本

• 通过更高的精度提高质量

NSCL超导回旋加速器实验室与世界各地的科学家合作，共同对基础核科学、核天体物理学和加速器物理学进行高级研究。 NSCL位于密歇根州立大学校园内，拥有一批技术精湛的研究人员，为各种加速器组件和探测器设计和开发各种设备，以支持尖端的核科学实验。

高级工程师Jack Ottarson回忆：直到2004年，该研究机构还在使用其他供应商提供的CAD软件包。当时，NSCL工程师意识到他们需要一个更加注重机械设计的开发平台。

“我们以前的CAD供应商主要专注于土木工程和建筑设计，而建模包没有提供我们开发实验设备所需的机械

设计能力，”Ottarson解释说。 “我们设计的装配件从两个部件到数千个部件。因此，我们需要一个3D CAD软件包，使我们能够更有效地创建设备，更轻松地进行设计更改，并更有效地与我们的机加工车间互动。”

NSCL工程师评估了几个CAD软件包，并最终选择SOLIDWORKS Research Edition作为其主要开发平台。最初，该实验室选择安装18套SOLIDWORKS软件，因为它易于使用，与车间的加工软件接口良好，并且包括大型装配功能。

NSCL工程师还注重软件的集成仿真工具、配置功能和SOLIDWORKS eDrawings 交流应用程序。 NSCL现在有超过100套SOLIDWORKS席位。

“我们需要一个不仅满足我们要求的软件包，而且需要一个短的学习周期。SOLIDWORKS已被证明是正确的软件包。”

- Jack Ottarson，高级工程师

“我们需要一个不仅满足我们要求的软件包，而且需要一个短的学习周期。” Ottarson回忆说：“SOLIDWORKS已被证明是正确的软件包。”

提高灵活性缩短设计周期

自从实施SOLIDWORKS软件以来，NSCL缩短了设备的开发周期，并提高了考虑多种技术解决方案来解决工程问题的能力。虽然推动敏捷工作流程和精益生产简化了操作，但Ottarson将节省的时间归功于在SOLIDWORKS软件中轻松对大型装配体进行设计更改，以及软件在NSCL工程师与实验室制造工厂之间实现的改进交互上。

“无论我们为不同类型的加速器设计任何类型的装置或设备，我们在没有额外的细节变化的情况下进行设计更改的能力已经得到改善，”Ottarson指出。 “我们在内部进行大部分制作，而SOLIDWORKS软件至少使我们的销售窗口更容易接触。我们的AcCHistor可以访问实体模型，消除问题和误解。由于我们的零部件产出的快，使我们已经能够更加地扩展我们的业务。”

集成仿真工具提高质量

移植到SOLIDWORKS软件还使NSCL工程师能够使用集成的设计仿真、配置和验证工具来提高设计质量并获得了更高的精度。例如，许多实验室的设计涉及在非常小的空间内将各种机构移入或移出加速离子束的路径。

“我们的一些探测器箱必须移动几个不同的设备，其中一些设备以相同的物理空间，以非常精确的方式进入和射出离子波束。” Ottarson指出：“SOLIDWORKS软件中的碰撞检测工具帮助我们确保检测器不相互干扰。我们还使用SOLIDWORKS软件的设计能力，在部署和缩回状态下对我们的设备建模，这有助于我们提高对组件动力学的理解。“

NSCL还使用集成的SOLIDWORKS Flow Simulation计算流体动力学（CFD）来分析其广泛的水冷系统的热性能，并研究在某些实验里的真空中的气体流动。

更好的沟通促进了合作

由于SOLIDWORKS可以读取和输出各种CAD数据，并且包括SOLIDWORKS eDrawings通信应用工具， NSCL已经与其研究合作伙伴实现了更高水平的合作，包括那些之前机械CAD经验有限或没有机械CAD经验的核物理学家。 “我们与向我们发送实验计划的科学家合作，” Ottarson说。 “我们以许多不同的CAD格式接收他们的想法，有时必须从头开始对设备进行建模。”

“eDrawings工具给了我们很大的帮助，”他补充道。“它能够在与一群物理学家会面时向他们展示真实的3D图像，这极大地改善了设计沟通。”

借助SOLIDWORKS软件，NSCL工程师提高了设备设计的质量和准确性，包括ReA3光束线中的诊断盒。

NSCL工程师使用SOLIDWORKS软件设计用于核天体物理学高级研究的设备，例如，如图所示的ReA3的一部分光束线。

专注于NSCL超导回旋加速器实验室

NSCL是世界上主要的核科学研究设施之一，它由科学基金会资助，其使命是为世界各地的研究人员提供稀有同位素束。