Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Laserstrahl repariert Triebwerkskomponenten - Großes Marktpotenzial für den Flugzeug- und Maschinenbau

01.07.2009
Im Rahmen einer langfristigen Zusammenarbeit mit dem Original Equipment Manufacturer (OEM) Rolls-Royce Deutschland (RRD) in Oberursel hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Lasertechnik LLT der RWTH Aachen ein innovatives und wirtschaftliches Reparaturverfahren für Triebwerkskomponenten entwickelt.

Die Gewährleistung der Flugsicherheit genießt in der zivilen Luftfahrt oberste Priorität. Eine zentrale Rolle nimmt hier die Funktionsfähigkeit der Triebwerke ein. Für die regelmäßigen und aufwändigen Inspektionen werden sie vollständig demontiert und umfassend gewartet.

Die Triebwerkskomponenten aus speziellen Titan- und Nickelbasislegierungen (Superlegierungen) unterliegen aufgrund extremer Druck- und Temperaturschwankungen einem hohen Verschleiß. Zudem werden sie bei Start und Landung häufig durch angesaugte Fremdkörper beschädigt.

Spezielle Reparaturen, bei denen verschlissenes Material partiell ersetzt werden musste, waren in der Vergangenheit nicht möglich. Bislang nicht instandsetzbare Teile wurden daher komplett durch neue ersetzt, was zum einen extreme Kosten verursacht und zum anderen aufgrund der weltweit geringen Marktverfügbarkeit der Werkstoffe zu Beschaffungsproblemen geführt hat.

Forschern des Fraunhofer ILT und des LLT gelang es, diese Engpässe zu überwinden: Mithilfe des Laserauftragschweiß-Verfahrens ist es nun möglich, diese defekten Triebwerksteile instandzusetzen. "Dabei besteht die Neuerung darin, oxidationsempfindliche Titanwerkstoffe und verzugsempfindliche Komponenten präzise, reproduzierbar und ohne Verzug zu schweißen.", erläutert Dr. Andres Gasser, Projektleiter am Fraunhofer ILT. "Das beim Laserauftragschweißen erzeugte Schmelzbad wird durch eine lokale Gasatmosphäre vor Reaktionen mit der Umgebungsatmosphäre geschützt. Somit kann auf eine kostenintensive geschlossene Prozessgaskammer verzichtet werden." Das Aachener Forschungsinstitut übernimmt die Verantwortung für die vollständige Projekt-abwicklung, von der Verfahrensentwicklung über die Zertifizierung des Verfahrens bis hin zur Installation einer Anlagentechnik zum Laserauftragschweißen beim industriellen Projektpartner.

Bei dieser Technik wird durch den Laserstrahl an der Bauteiloberfläche ein lokales Schmelzbad erzeugt. Mit einer angepassten Pulverzufuhrdüse wird nun ein artgleiches metallisches Pulver eingebracht. Die so entstandene Schicht weist ähnliche mechanische Eigenschaften wie das Bauteil auf. "Eine Schlüsselrolle spielt hierbei ein neu entwickeltes System von Pulverzufuhrdüsen, das den Pulvernutzungsgrad erhöht und die Oxidation der Schichten vermeidet.", erklärt Gerhard Backes, Projektleiter Düsenentwicklung am LLT. Dank ihres modularen Aufbaus und der kompakten Bauweise sind den Anwendungen der Spezialdüsen nahezu keine Grenzen gesetzt. Ein weiterer Vorteil des Laserauftragschweißens im Vergleich zum konventionellen Schweißen liegt im minimierten Bauteilverzug aufgrund der geringen thermischen Belastung, zudem erfolgt das Schweißen defektfrei und endkonturennah.

Parallel zur Prozessentwicklung hat das Fraunhofer ILT eine angepasste Anlage der Firma TRUMPF zum Laserauftragschweißen geliefert, die nun seit rund einem Jahr bei Rolls-Royce Deutschland in Betrieb ist und sich sehr gut bewährt hat. Martin Spallek, Verantwortlicher für Komponenteninstandsetzung bei RRD, zieht Bilanz: "Durch den Einsatz des Instandsetzungsverfahrens verkürzen sich die Zeiten für die Generalüberholung der Triebwerke erheblich bei gleichzeitiger Kostensenkung um rund ein Drittel. Das trägt in hohem Maße zur Steigerung unseres Wettbewerbsvorteils bei."

Das von der Fraunhofer-Gesellschaft gegründete Innovationscluster "Integrative Produktionstechnik für energieeffiziente Turbomaschinen - TurPro" entwickelt dieses Instandsetzungsverfahren für Turbomaschinenkomponenten weiter. Somit wird die Technik auch für stationäre Turbinen nutzbar gemacht und eröffnet neue Perspektiven für die allgemeine Triebwerkstechnik und langfristig auch für den gesamten Maschinenbau. Ein nachhaltiger Beitrag zur Sicherung des Hochlohnstandortes Deutschland!

Ansprechpartner im Fraunhofer ILT
Für Fragen stehen Ihnen unsere Experten zur Verfügung:
Dr.-Ing. Andres Gasser
Abteilung Oberflächentechnik
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Telefon +49 241 8906-209
andres.gasser@ilt.fraunhofer.de
Dipl.-Ing. Gerhard Backes
Lehrstuhl für Lasertechnik der RWTH Aachen
Telefon +49 241 8906-410
gerhard.backes@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen
Tel. +49 241 8906-0
Fax. +49 241 8906-121

Axel Bauer | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ilt.fraunhofer.de
http://www.ilt.fraunhofer.de/ger/100031.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Nimm zwei: Metallische Oberflächen effizient mit dem Laser strukturieren
15.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise