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Getriebefan PW1100G-JM für A320neo

MTU Aero Engines produziert Serienteile mit additivem Verfahren

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Das deutsche Triebwerksunternehmen fertigt erstmals Boroskopaugen für das PW1100G-JM im selektiven Laserschmelzverfahren in Serie. Die neue Herstellungsweise bietet vielfältige Möglichkeiten.

Per selektivem Laserschmelzverfahren (Selective Laser Melting, SLM) entstehen bei MTU Aero Engines in München Boroskopaugen für das A320neo-Triebwerk, den Getriebefan PW1100G-JM von Pratt & Whitney. "Damit stellt die MTU einmal mehr ihre Innovationsführerschaft unter Beweis, denn wir fertigen mit einem der modernsten Verfahren der Welt Teile für eines der modernsten Triebwerke, den Getriebefan", erklärt Technik-Vorstand Dr. Rainer Martens. Die Niederdruckturbine des Getriebefans PW1100G-JM ist die erste MTU-Komponente, die serienmäßig mit additiv gefertigten Boroskopaugen ausgerüstet werden soll. Diese Bauteile sind Teil des Turbinengehäuses und werden benötigt, um die Beschaufelung von Zeit zu Zeit mit einem Boroskop auf mögliche Abnutzungen hin zu überprüfen. "Bisher haben wir diese Bauteile gegossen oder aus dem Vollen gefräst", erklärt Martens. Jetzt entstehen sie per selektivem Laserschmelzen. Bei diesem Verfahren wird das 3D-Modell des zu fertigenden Teils am Rechner in einzelne Schichten zerlegt. Nach diesem Bauplan baut ein Laser die Schichten auf einer Bauplattform nach und nach aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial auf – Schichtdicke: 20 bis 40 Mikrometer. Die Pulverpartikel werden lokal aufgeschmolzen und so miteinander verbunden. Derzeit werden die Boroskopaugen noch in kleinen Stückzahlen gefertigt. Ab dem Jahr 2015 sieht das anders aus: Wenn die Serienfertigung des A320neo-Triebwerks hochfährt, werden auch die MTU-Produktionszahlen nach oben schnellen.

Mit dem additiven Verfahren können komplexe Bauteile, die herkömmlich nicht oder nur sehr aufwendig gefertigt werden, mit geringerem Material- und Werkzeugeinsatz hergestellt werden. Die Realisierung neuer Designs wird möglich, Entwicklungs-, Fertigungs- und Lieferzeiten verkürzen sich deutlich und die Herstellkosten sinken. "Das additive Verfahren eignet sich vor allem für schwer zerspanbare Werkstoffe, etwa Nickellegierungen", sagt Dr. Karl-Heinz Dusel, Leiter Rapid Technologies bei der MTU in München. "Begonnen haben wir mit der Herstellung von Werkzeugen sowie einfachen Entwicklungsbauteilen", erläutert der Fertigungsspezialist. In der zweiten Phase wurden Rohteile produziert, die bestehende Teile ersetzt haben, etwa Spritzdüsen sowie Schleifscheiben zur Fertigung von Bauteilen. In diese Etappe fallen auch die GTF-Boroskopaugen. Im nächsten Schritt sollen Leichtbauteile neuentwickelt und gefertigt werden. Vor allem bei der Herstellung komplexer Bauteile könne das Verfahren seine Stärke ausspielen, denkbar wären Lagergehäuse und Turbinenschaufeln. "Wir entwickeln das additive Verfahren im Augenblick mit hoher Priorität in zahlreichen Technologieprojekten und Technologieprogrammen weiter", meint MTU-Technik-Vorstand Martens. Im Rahmen des größten europäischen Technologieprogramms Clean Sky arbeitet die MTU etwa an einem additiv gefertigten Dichtungsträger: Der Innenring mit integralen Honigwaben soll im Hochdruckverdichter verbaut und zu einer Gewichtsreduzierung, einem Hauptziel in der Luftfahrt, beitragen.

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