Kostengünstige Herstellung von Bauteilen für Magermotoren
Künftige Rechtsvorschriften für große Triebwerksemissionen erfordern einen deutlichen Wandel in der Verbrennungstechnik. Ein wesentlicher Vorteil von Magermotoren in dieser Hinsicht ist, dass sie Treibstoff und Sauerstoff bei wesentlich niedrigerer Temperatur verbrennen und damit weniger Stickstoff ausstoßen. Wirklich effektive Kühler sind mit konventionellen Methoden aber schwierig herzustellen, und derzeitige Verfahren sind immer Kompromisse zuungunsten von Leistung oder Lebensdauer. Die Laseradditivfertigung von Platten ist in der Lage, die erforderlichen komplexen Geometrien mit Nickel-Superlegierungen zu erzeugen. Allerdings ist die verwendete Ausrüstung für das allgemeine Prototyping von Teilen in kleinen Mengen vorgesehen und nicht für die kostengünstige Massenproduktion von Flugzeugteilen. Das EU-finanzierte Projekt MALT (Multilaser additive layer manufacturing of tiles) entwickelte nun einen Multilaser-Maschinenprototypen zur kostengünstigen Fertigung von Flugzeugbauteilen. Ohne dass die Laserschmelzeigenschaften angepasst werden müssen, ist das System skalierbar sowohl hinsichtlich der Geschwindigkeit als auch der Baugröße für höhere Volumina und Teilgröße. Zudem ist es bei gleichzeitig kostengünstigem und flexiblen Design neuesten additiven Herstellungsmethoden durchaus ebenbürtig. Der neue Prototyp hat durch vier überlappende Laserscanfelder eine Konstruktionsfläche von 400 x 400 mm2. Auf einem neu entwickelten Prüfstand mit integrierter Brennkammer wurde untersucht, wie die Überlappungsbereiche der Laserfelder auf unterschiedliche Weise gesteuert werden können. Mit den neuen Technologien der Projektforscher können die vier Laser gleichzeitig gesteuert werden, auch sind detaillierte Computersimulationen zum Gasfluss in der Kammer möglich. Die Partner von MALT testeten das System in einem simulierten Produktionsmodus über einen Zeitraum von neun Monaten. In zyklischer Arbeitsweise wurden vier verschiedene Strukturen konstruiert: ein geometrisches Testmuster zur Überwachung der Genauigkeit des Scan-Felds, eine Teststruktur zur Überwachung chemischer und mechanischer Eigenschaften, eine Reihe repräsentativer Kleinkomponenten sowie ein repräsentatives großes System, das alle vier Laserfelder kombiniert. Positive Ergebnisse wurden hinsichtlich Materialeigenschaften, Teilegenauigkeit, Zuverlässigkeit, Wartungsfreundlichkeit sowie Betriebskosten erzielt.
Schlüsselbegriffe
Magerverbrennungsmotor, Flugzeug, Brennkammer, Additivfertigung, MALT, Multilaser
