ILT gewinnt Aviation Week Innovation Challenge 2012
Team des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik in der Kategorie „Power and Propulsion“ für ihr Verfahren zum Additive Manufacturing von BLISKs ausgezeichnet.
Turbomaschinen bilden das Herz von Kraftwerken und Flugzeugen. Mit der Zunahme des Energie- und Mobilitätsbedarfs wächst gleichzeitig auch die Nachfrage nach Turbomaschinen als Energie-Lieferanten. Nun gilt es, diese so zu gestalten, dass sie mit weniger Treibstoff mehr Energie erzeugen und weniger CO2 ausstoßen. Forscher der Fraunhofer-Institute für Produktionstechnologie IPT und Lasertechnik ILT haben sich zum Ziel gesetzt, Prozesse für die Fertigung und Instandhaltung energieeffizienter Turbomaschinen auf den Weg zu bringen. Gemeinsam mit der Fraunhofer-Gesellschaft und dem Land NRW haben sie 2008 das Aachener Fraunhofer-Innovationscluster „Integrative Produktionstechnik für energieeffiziente Turbomaschinen – TurPro“ mit einem Gesamtvolumen von 10,25 Mio. Euro ins Leben gerufen. Mit von der Partie sind 16 Industrieunternehmen, darunter Global Player wie MAN Diesel & Turbo, Siemens PG, Rolls-Royce Deutschland und MTU Aero Engines
Abb.: Dr. Ingomar Kelbassa und Johannes Witzel nehmen stellvertretend fur das Team des Fraunhofer ILT den Preis in Washington DC entgegen. (Bild: Aviation Week)
BLISKs, „Blade Integrated Disks“, sind wichtige Bauteile für den Triebwerk- und Turbinenbau, bestehend aus Scheiben mit integrierten Kompressorschaufeln. Derzeit werden BLISKs unter großem Materialverlust und mit großem Energieeinsatz und Zeitaufwand beispielsweise durch 5-Achs-Fräsen gefertigt. Dies verursacht sehr hohe Produktionskosten. Innerhalb des Fraunhofer-Innovationsclusters „TurPro“ wurde nun am Fraunhofer ILT in Kooperation mit Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG sowie in Partnerschaft mit dem Fraunhofer IPT ein lasergestütztes Verfahren zur ressourcenschonenden Fertigung und Instandhaltung von BLISKs entwickelt.
Abb.: Laserstrahl-Auftragschweißen von Testschaufeln auf einem BLISK-Demonstrator. (Bild: Fh.-ILT)
Auf die Scheibe wird mithilfe einer Pulverzufuhrdüse eine Schicht aus Nickel- oder Titanbasis-Legierung mit höchster Präzision genau dort aufgetragen, wo eine Schaufel entstehen soll. Der Laserstrahl schmilzt das Pulver und verbindet es mit dem darunterliegenden Material. So wird eine Kompressorschaufel nach der anderen schichtweise aufgebaut. Dieses generative Fertigungsverfahren, das Laserstrahl-Auftragschweißen, eignet sich auch zum Instandhalten der Bauteile. Mit der innovativen Fertigungstechnologie gelingt es den Aachener Forschern im Vergleich zu konventionellen Verfahren, durch eine Materialeinsparung von bis zu 60 Prozent und die Verkürzung der gesamten Fertigungszeit um rund 30 Prozent, die Produktionskosten von BLISKs signifikant zu reduzieren.
ILT / OD
