Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kosten senken: Großes Potenzial in der Blisk-Fertigung

19.05.2016

Fraunhofer-Forscher haben unterschiedliche Prozessketten für die Blisk-Fertigung untersucht und in einer Vergleichsstudie drastische Einsparpotenziale identifiziert. Grund genug, sich künftig mit der Weiterentwicklung entsprechend innovativer Verfahren zu befassen, um sie langfristig in der Serienfertigung anzuwenden.

Mit effizienzsteigernden Entwicklungen an modernen Triebwerken nehmen die Hersteller von Fluggasturbinen entscheidenden Einfluss auf die Verbesserung der Ressourceneffizienz des gesamten Luftverkehrs.


Eine neue Studie vergleicht die unterschiedlichen Prozessketten für die Blisk-Fertigung in wirtschaftlicher und technologischer Hinsicht.

© Fraunhofer IPT

Integrierte Bauweisen, wie sie sich am Beispiel der Blisk (blade integrated disk) in den letzten Jahren etabliert haben, führen zu deutlich komplexeren Geometrien und wesentlich anspruchsvolleren Bearbeitungsaufgaben.

Ebenso erfordert die Anwendung neuer Werkstoffe eine ständige Weiterentwicklung der Fertigungsverfahren. Um die Wirtschaftlichkeit der Fertigungsprozesse nachhaltig abzusichern, müssen die Anwendungsmöglichkeiten relevanter Fertigungsverfahren immer wieder überprüft und die resultierenden Fertigungskosten miteinander verglichen werden.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT in Aachen verglichen verschiedene Prozessketten in wirtschaftlicher und technologischer Hinsicht – gemeinsam mit ihren Kollegen des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen und der EMAG ECM GmbH.

»Anhand einer aus Nickel gefertigten Blisk haben wir insgesamt sieben verschiedene Prozessketten betrachtet«, erläutert Daniel Heinen, Geschäftsfeldleiter am IPT. Um ein objektives Ergebnis zu erzielen, verglich das Forscherteam das konventionelle Fräsen aus dem Vollen mit vielversprechenden Alternativen:

Das Elektrochemische Abtragen (Electrochemical Machining ECM), die Wasserstrahlbearbeitung sowie das drahtbasierte Laserauftragschweißen – ein Fertigungsprozess zum schichtweisen Aufbau der Schaufeln. Bei jedem dieser Prozesse müssen die Oberflächen allerdings nachbearbeitet werden, etwa durch automatisiertes Polieren oder durch das elektrochemische Abtragverfahren Precise Electrochemical Machining PECM.

Eine eigens entwickelte Software ermöglichte es, den Ressourcenbedarf der verschiedenen Fertigungsprozessketten und -technologien vergleichbar zu berechnen. Hier nahmen die Forscher alle Daten für jede Prozesskette auf: Ökonomische und ökologische Randbedingungen, beispielsweise die Kosten für den Maschinenpark, den Aufwand für CAD/CAM-Programmierung, die Fertigungszeiten oder die Anzahl der zu fertigenden Bauteile – somit lassen sich nicht nur die Herstellungskosten identifizieren, sondern auch der Primärenergiebedarf und die CO2-Bilanz.

Herstellungskosten könnten durch innovative Prozessketten um die Hälfte reduziert werden

»Der Vergleich zeigt: Je nach Stückzahl könnten bei einer idealisierten oder innovativen Prozesskette die Kosten um die Hälfte reduziert werden«, fasst Daniel Heinen zusammen. Einen großen Anteil haben die fixen Maschinenkosten: Sie variieren je nach Prozesskette zwischen 20 und 70 Prozent.

Die Bewertungsmethodik ist unabhängig von der Gestalt der Bauteile, sie lässt sich leicht an verschiedene Geometrien und Fertigungsprozesse sowie veränderte Stückzahlszenarien anpassen. Indem die Forscher die Einzelprozesse technologisch untersuchen, können sie auch den Ressourcenbedarf für die Fertigung von alternativen Bauteilgeometrien konkreter ermitteln, Abhängigkeiten von verschiedenen Produktionsprozessen ableiten und so den Unternehmen eine Entscheidungshilfe für die geeignete Prozessauswahl bieten.

Auf der Berlin Air Show ILA vom 1. bis 4. Juni stellen die Forscher ihre Untersuchungen vor (Halle 4, Stand 202).

Weitere Informationen:

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2016/Mai/kosten-senken-gr...

Carola Dellmann M.A.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstr. 17
52072 Aachen

Telefon +49 241 8904-316

Fax +49 241 8904-6316

Carola Dellmann M.A. | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Medica 2017 – TU Kaiserslautern präsentiert Fortschritte in der Medizintechnologie
20.10.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben
18.10.2017 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Salmonellen als Medikament gegen Tumore

HZI-Forscher entwickeln Bakterienstamm, der in der Krebstherapie eingesetzt werden kann

Salmonellen sind gefährliche Krankheitserreger, die über verdorbene Lebensmittel in den Körper gelangen und schwere Infektionen verursachen können. Jedoch ist...

Im Focus: Salmonella as a tumour medication

HZI researchers developed a bacterial strain that can be used in cancer therapy

Salmonellae are dangerous pathogens that enter the body via contaminated food and can cause severe infections. But these bacteria are also known to target...

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Konferenz IT-Security Community Xchange (IT-SECX) am 10. November 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Luftfracht

23.10.2017 | Veranstaltungen

Ehrung des Autors Herbert W. Franke mit dem Kurd-Laßwitz-Sonderpreis 2017

23.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Magma sucht sich nach Flankenkollaps neue Wege

23.10.2017 | Geowissenschaften

Neues Sensorsystem sorgt für sichere Ernte

23.10.2017 | Informationstechnologie

Salmonellen als Medikament gegen Tumore

23.10.2017 | Biowissenschaften Chemie