Projektbeschreibung
Optimierung des selektiven Laserschmelzverfahrens für Wärmetauscher
Flugzeugmotorenhersteller haben die additive Fertigung aufgegriffen und profitieren bei der Produktion komplexer und kleinvolumiger Bauteile davon. Die durch das selektive Laserschmelzen erschaffene neue Konstruktionsfreiheit ermöglicht die Produktion leichter, komplexer Flugzeugteile, die robust und höchst effizient sind. Das EU-finanzierte Projekt AManECO ging an den Start, um bestimmte, mit dem Einsatz des selektiven Laserschmelzens beim Bau von Wärmetauschern verbundene Herausforderungen zu bewältigen. Das Projekt wird an der Verbesserung der Fähigkeiten des selektiven Laserschmelzens bei der Herstellung dünnwandiger Schichten arbeiten, wobei aerothermische und mechanische Leistungsmerkmale im Mittelpunkt stehen. Insgesamt werden die Projektergebnisse dazu beitragen, den Wirkungsgrad der Wärmetauscher um 10 % zu erhöhen, die Fertigungskosten um 30 % zu senken und den Abfall an Werkstoffen um 15 % zu reduzieren.
Ziel
Selective Laser Melting (SLM) is key for improved design and production process of aviation parts. Applied to heat exchangers (HX), it could dramatically improve global eco‐efficiency through access to radically new designs and open horizons in terms of shape, weight, efficiency. Nevertheless, some questions need to be solved regarding capability of Additive Manufacturing (AM) to manufacture thin walls, small holes/gaps, low overhang angle, resulting surface roughness and mechanical strength.
AManECO aims to enhance knowledge of metal AM and, specifically, the capability of SLM process to manufacture thin layers and wall thickness with adequate surface finish using AlSi7Mg0.6 and INCO 718 materials. In particular, to investigate aerothermal and mechanical performance of thin walls, to predict them in the design of AM-HX and consequently, be able to optimize the HX´s design process in an Eco-friendly way after knowing the limits of the metal AM technology.
For this purpose, testing samples will be designed and manufactured to characterize in terms of surface properties, pressure resistance and gas tightness evaluation, equivalent stiffness and aerothermal properties. Besides, numerical studies based on FEM and CFD simulations will be done. Then, a representative design of HX based on the initial SOA of AM limitations will be optimized with the gained knowledge. These designs, before and after optimization, will be processed and characterized. Then, a Life Cycle Inventory (LCI) database will be created to evaluate the ECO potential of the innovative HX.
AManECO will enable to:
- Increase efficiency of HX up to 10%.
- Reduce the overall of HX manufacturing costs by 30%.
- Reduce material waste and scraps by 15 % per component.
- Reduce time-to market up to 1 month.
A multidisciplinary consortium, with experts in HX design and AM (TUHH, LORTEK, FIT), samples characterization (CIDETEC, MU-ENG), numerical simulation (EPSILON, TUHH), and life cycle assessment and eco-design (CTME), has been defined.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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Spanien