Die weltweite Luftfahrt als Hauptabnehmer für Titan- und Nickellegierungen wächst seit Jahren konstant mit ca. 5%. Als Folge erwarten Boeing und Airbus eine Verdoppelung des Passagier- und Frachtaufkommens in den nächsten 20 Jahren. Damit einher geht eine Verdoppelung der weltweit vorhandenen Flottenkapazität auf ca. 36.000 Luftfahrzeuge aller Klassen. Um die in der ARCARE VISION 2020 und Flightpath 2050 definierten Ziele zur Schadstoff- und Lärmemission zu erreichen ist eine Verbesserung der Flugturbinentechnologie hinsichtlich der Effizienz und Verringerung des CO2Ausstoßes unerlässlich. So ist zum Beispiel mit dem Einsatz des Werkstoffs TiAl eine Gewichtsreduzierung von 50 % gegenüber konventionellen Ni-Basislegierungen zu erreichen. Um das hohe Potential zur Gewichtsreduzierung auszuschöpfen, bieten sich insbesondere Niederdruckturbinenschaufeln der letzten beiden Stufen eines Triebwerks an. Ziel des Projektes ist die Prozessentwicklung zur Herstellung von gegossenen near-net shape Niederdruckturbinenschaufeln aus dem leichten Hochleistungswerkstoff TiAl für den Einsatz in Flugtriebwerken. Der endkonturnahe Guss von TiAl-Schaufeln wird bisher nicht industriell eingesetzt, bietet aber unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ein vielversprechendes Potential, da die derzeitigen Industrieansätze konkurrierender Fertigungsverfahren aufgrund zusätzlicher Bearbeitungsschritte allesamt sehr kostenintensiv sind. Access besitzt gemeinsam mit der Fa. TITAL, Bestwig das nötige Know-how und die Feingussprozessroute, um die Entwicklung der gießtechnisch komplexen Niederdruckturbinenschaufeln (250 - 400 mm) aus dem Werkstoff TiAl in luftfahrttauglicher Qualität unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Aspekte anzugehen. Die Prozessentwicklung im Vorserienmaßstab erfolgt dabei unter Federführung von Access am Standort Aachen, wohingegen der anschließende Übertrag in den Produktionsmaßstab in die Verantwortung der TITAL GmbH fällt. Der Legierungshersteller GfE, der Anlagenbauer ALD, der mechanische Bearbeiter Leistritz sowie die Turbinenhersteller Rolls Royce sowie Snecma begleiten unterstützend dieses Vorhaben, sind aber ausschließlich beratend tätig. Die Verwertungsrechte des Vorhabens liegen allein bei den Projektpartnern Access und TITAL. Mit der angestrebten Produktion von Niederdruckturbinenschaufeln aus TiAl beabsichtigt TITAL in den von amerikanischen Firmen dominierten Markt einzudringen und durch "Wertschöpfung vor Ort" Marktanteile am Technologiestandort Deutschland zu verankern, wodurch dieser nachhaltig gestärkt wird. Access wiederum wird durch eine erfolgreiche Technologieentwicklung auch zukünftig als Entwicklungspartner der Industrie gefordert sein.
Werkstoff- und Prozessqualifizierung luftfahrtzertifizierter TiAl-Niederdruckturbinenschaufeln: TANs. Schlussbericht. Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2010 bis 31.12.2012
2012
29 Seiten, Bilder, Tabellen, 28 Quellen
Report
Deutsch
TIBKAT | 2011
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