Drucken statt schmieden: Chemnitzer fertigen A380-Bauteil

Flugzeuge sollen leichter werden und weniger Treibstoff verbrauchen. Forscher der TU Chemnitz wirken daran mit und haben ein wichtiges Bauteil erstmals in Leichtbauweise hergestellt.

Chemnitz.

Die Luftfahrt kann wieder ein Stück umweltfreundlicher werden. Daran haben Leichtbauexperten der Technischen Universität (TU) Chemnitz Anteil. Gemeinsam mit dem Flugzeugproduzenten Airbus und dem Zulieferer Liebherr-Aerospace Lindenberg haben sie erstmals einen Hochdruckventilblock im 3-D-Druckverfahren entwickelt. Es handelt sich dabei um ein sicherheitsrelevantes Hydraulikbauteil für die Flugsteuerung an den Flügeloberflächen. Es soll nun bei einem Probeflug in einem Airbus 380 eingesetzt und getestet werden.Für die Airlines ist der Treibstoffverbrauch eine der größten Kostenpositionen. Ein Airbus A380 mit rund 500 Passagieren verbraucht für die gut 6000 Kilometer zwischen Europa und New York 115.000 Liter Kerosin. Auf Kurzstrecken ist der Verbrauch vergleichsweise höher, da der verbrauchsarme Reiseflug nur einen kurzen Teil des gesamten Fluges ausmacht. In dem harten Wettbewerb der Luftfahrtbranche ist deshalb jedes Unternehmen bestrebt, den Kerosinverbrauch zu senken und damit die Kosten einzudämmen. Neben effizienteren Maschinen und einer besseren Flugplanung ist Gewicht zu sparen eine Möglichkeit.

Herkömmlich wird der Ventilblock aus Titan geschmiedet. Das Forscherteam hat nun für die Herstellung eine neue Technologie angewendet. Beim sogenannten selektiven Laserschmelzen wird der Ventilblock aus feinsten Titanpulverschichten erzeugt. Das bringt gleich mehrere Vorteile: Das Gewicht des Bauteils wird um etwa 35 Prozent reduziert. Zudem wird Material schonend eingesetzt, denn das nicht verwendete Pulver kann erneut in den Produktionsprozess einfließen. Herausforderung war, die sehr komplexe geometrische Form des Bauteils zu realisieren. Dafür haben die Wissenschaftler besondere Gestaltungsprinzipien entwickelt.

Der im 3-D-Druck erzeugte Werkstoff besitzt im Vergleich zum konventionellen Schmiedematerial bessere Ermüdungseigenschaften. Nach Angaben der TU wurden die Vorteile, die diese Technologie bei der Gestaltung von Bauteilen bietet, genutzt, um insbesondere versagenskritische Bereiche zu optimieren. "Wir leisten mit diesem Verfahren einen erheblichen Beitrag zur Ressourcenschonung", sagte Professor Lothar Kroll, Chef der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung an der TU und Sprecher am Chemnitzer Bundesexzellenzcluster Merge.

An diesem bundesweit einzigartigen Projekt der Spitzenforschung arbeiten seit 2012 etwa einhundert Experten aus Wissenschaft und Technik. Ziel ist es, derzeit noch getrennte Fertigungsprozesse bei der Verarbeitung von unterschiedlichen Werkstoffgruppen wie Textilien, Kunststoffe und Metalle zusammenzuführen und mit Antriebselementen oder Sensoren auszustatten. Komplizierte Bauteile können dann in Großserie kostengünstiger und energieeffizienter produziert werden. In dieses Projekt der Spitzenforschung sind neben den Universitäten auch zahl- reiche Unternehmen eingebunden. Die Forschungsergebnisse fließen in die Automobilindustrie, die Luft- und Raumfahrt, in den Maschinenbau sowie die Mikroelektronik ein.

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