Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTForschungsprojekt »IDEAL«
Emissionsreduzierung in der Luftfahrt
Zusammen mit der Luft- und Raumfahrtindustrie hat die europäische Kommission die Forschungs- und Innovationsstrategie »Flightpath 2050« entwickelt. Ein Ziel dieser Strategie ist eine enorme Reduzierung von CO2- und NOx-Emissionen. Titanaluminid wurde aufgrund seiner Hochtemperatureigenschaften in Verbindung mit dem sehr geringen Gewicht als Schlüsselwerkstoff identifiziert. Allerdings ist die Verarbeitung von Titanaluminid (TiAl) sehr herausfordernd und geht mit einem schlechten Buy-to-fly-Verhältnis (Gewicht des Rohmaterials zu Gewicht des Fertigteils) einher.
Prozesskettengestaltung einer Fließfertigung mit maschinenintegrierter Endbearbeitungsstrategie
Ziel des Vorhabens »IDEAL« war es, eine Fertigungstechnologie für gegossene TiAl-Niederdruckturbinenschaufeln auf Pilotanlagen zu optimieren und zu erproben. Um die erwarteten Produktionszahlen in der industriellen Fertigung zu erreichen, galt es, die bestehende Fertigungskette weiter zu qualifizieren und effizienter zu gestalten.
Im Projekt erzielten die Partner durch eine Prozessketten- und Parameteroptimierung eine Reduzierung von Prozesszeiten und -kosten. Zu diesem Zweck wurde eine detaillierte Feinplanung der Prozesskette und der Investitionen anhand eines dynamischen Prozesskettenmodells und eines Kostenkalkulationsmodells durchgeführt. Der Prozess für die mechanische Endbearbeitung wurde zudem hinsichtlich Spannkonzept, Fräs- und Schleifbearbeitung im Detail ausgelegt. Zusätzlich zur der Optimierung der Parameter der spanenden Bearbeitung wurden Spannmöglichkeiten untersucht und eine geeignete Variante ausgewählt, sowie die Prozesskette durch Layout- und Materialflussplanung optimiert. Schließlich wurde ein strukturiertes Vorgehen für Unternehmen entwickelt, um die Anforderungen des Qualitätsmanagementstandards EN 9100 zu erfüllen und so die Zertifizierung zu erleichtern. Die Zertifizierung des Projektpartners Access erfolgte noch vor Ende des Projekts. Weiterführende Forschung hinsichtlich der wirtschaftlichen und technologischen Konkurrenzfähigkeit des TiAl-Feingießens erfolgt im geförderten Folgeprojekt NEXT.
Projektkonsortium
- Leistritz Turbinentechnik GmbH
- ACCESS e.V.
- Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Projektträger
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.
Förderkennzeichen
20T1509B