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FP7

NESMONIC Ergebnis in Kürze

Project ID: 337568
Gefördert unter: FP7-JTI
Land: Spanien

Modernste Herstellungsverfahren für leistungsstarke Motorteile

EU-finanzierte Wissenschaftler entwickelten eine bahnbrechende pulvermetallurgische Fertigungstechnik, das so genannte NSHIP-Verfahren (net shape hot isostatic pressing) für die Fertigung komplexer Komponenten von Flugzeugtriebwerken.
Modernste Herstellungsverfahren für leistungsstarke Motorteile
Die Verarbeitung pulverförmiger Materialien mit NSHIP könnte die Produktion komplexer hochleistungsfähiger Bauteile in der Luft- und Raumfahrt revolutionieren, da es den Materialausnutzungsgrad (Buy-to-Fly-Verhältnis) verbessert, der wegen der komplexen Geometrie vieler Bauteile mitunter exorbitant hoch ist. Bei dem Verfahren werden im Autoklaven bei deutlich höherer Temperatur und Druck dichte, komplexe Komponenten aus verschiedenen Pulvermaterialien hergestellt. Die mechanischen Eigenschaften der mittels NSHIP gefertigten Fertigbauteile sind herkömmlich erzeugten Komponenten überlegen.

Das EU-finanzierte Projekt NESMONIC (Net shape manufacture of Ni superalloy engine casing) stellte mit dieser Technologie ein IN718-Motorgehäuse her und erreichte dabei eine Materialeinsparung von 80 %, wobei auch Entsorgungs- und Recyclingkosten für Spanabfälle entfallen. Weiterhin wurde der Energieverbrauch um 75 % gesenkt, weil die energieintensiven Bearbeitungsabläufe reduziert werden.

Die Wissenschaftler lösten zahlreiche technische Probleme, damit die Technologie zur Herstellung von Motorbauteilen eingesetzt werden kann. Schwierigkeiten sind etwa das heißisostatische Pressen (HIP) des Nickel-Superlegierungspulvers (Ni), hohe Kosten der Opferwerkzeuge, diffuse Oberflächenschichten auf Bauteilen als Ergebnis von Wechselwirkungen mit dem verarbeiteten Material oder kaum vorhandene oder validierte Leistungsdaten für IN718-Bauteile, die mit NSHIP hergestellt wurden.

Das Team führte mehrere Tests durch, um Pulver- und HIPping-Eigenschaften für Teile mit den gewünschten Mikrostrukturen und Eigenschaften zu optimieren. Zudem wurden neue kostengünstige Werkzeugverfahren und Oberflächentechniken entwickelt, um unerwünschte Wechselwirkungen zwischen Werkzeug und Komponenten vermeiden. Die optimale Werkzeuggeometrie für die neuartigen Netzformteile berechnete NESMONIC mit einem Computermodell für die IN718-Pulververfestigung.

Mit dem NSHIP-Verfahren können nun komplexe Bauteile unter dem hohen Druck und Temperatur hergestellt werden, der wichtig ist, um den Treibstoffverbrauch bei großen zivilen Flugzeugtriebwerken zu senken. Mit Hochleistungs-Ni-Legierungen können höhere Temperaturen im Motorzyklus, erreicht und Motorenemissionen verringert werden, was mit den strengen Vorgaben des Advisory Council for Aeronautics Research in Europe (ACARE) für die Luftfahrtindustrie in Einklang steht, um Kohlendioxidemissionen bis 2020 um 50 % zu reduzieren.

Verwandte Informationen

Schlüsselwörter

Neue Fertigungstechnologien, NSHIP, Flugzeugtriebwerke, NESMONIC, IN718
Datensatznummer: 191039 / Zuletzt geändert am: 2017-02-08
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