Aktuelles Förderprojekt

Werkstoffe und Bauweisen für eine robuste Turbinenauslegung (Wero_Turb)

Motivation

Arbeitspakete und Zusammenarbeit zwischen dem HTL und den Projektpartnern
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Arbeitspakete und Zusammenarbeit zwischen dem HTL und den Projektpartnern

Für eine umweltfreundliche Luftfahrt sind betriebssichere Flugtriebwerke mit einem hohen Wirkungsgrad, niedrigen Gewicht und einer langen Lebensdauer erforderlich. Aus neuen Werkstoffen gefertigte Turbinenbauteile müssen so robust gestaltet werden, dass sie verbesserte Eigenschaften über den gesamten Lebenszyklus aufweisen. Für zukünftige thermisch höher belastete Low-Pressure Turbines (LPTs) sollen Designkonzepte für Leitstufen in SiC/SiC-CMC-Bauweise entwickelt und deren Impactverhalten untersucht werden.

 

 

Zielsetzung

Rissausbreitung in einem CMC-Werkstoff während steigender mechanischer  Biegebelastung, gemessen mittels In-situ-Computertomographie
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Rissausbreitung in einem CMC-Werkstoff während steigender mechanischer Biegebelastung, gemessen mittels In-situ-Computertomographie
3D-Darstellung von Phasenbestandteilen in einem CMC-Verbundwerkstoffgefüge
© Fraunhofer-Zentrum HTL
3D-Darstellung von Phasenbestandteilen in einem CMC-Verbundwerkstoffgefüge

Im Rahmen des Projekts werden am Fraunhofer-Zentrum HTL Verfahren zur Fehlererfassung entwickelt und Messungen an Impactproben durchgeführt. Hauptziel ist die Entwicklung eines Verfahrens auf Basis der Computertomographie, mit dem die durch Impact auftretenden Schäden und Werkstoffänderungen in SiC/SiC-Proben nachgewiesen werden können. Hierbei sollen insbesondere die durch den Fremdkörpereinschlag verursachten Schädigungen und deren lokale Verteilung erfasst und bewertet werden. Die Mikrostrukturen sollen in Abhängigkeit des Impacts beschrieben werden.

 

 

Lösungsweg

Werkstoffgefüge eines SiC/SiC-Verbundwerkstoffs mit beschichteten SiC-Fasern,  eingebettet in einer feinskaligen SiSiC-Matrix
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Werkstoffgefüge eines SiC/SiC-Verbundwerkstoffs mit beschichteten SiC-Fasern, eingebettet in einer feinskaligen SiSiC-Matrix
  • Applikation von Gleit- bzw. Schutzschichten auf SiC-Fasern
  • Auswahl von Verfahren zur Fehlererfassung vor und nach Impact
  • Entwicklung von speziellen Algorithmen für eine optimale Risserkennung mittels Computertomographie
  • Untersuchung von Impact-Proben vor und nach Beschussversuchen
  • Durchführung volumetrischer Scans an ebenen und gekrümmten Targets
  • Hochaufgelöste Erfassung von Gefügestrukturen und -fehlern

 

Projektdaten

Projektlaufzeit 01.09.2020 - 30.08.2023
Förderung
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (ZIM)
Fördersumme 190.000 Euro

Projektpartner





 

Frauhofer HTL

Fraunhofer IWM

MTU Areo Engines AG

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Schunk GmbH

Projektkoordination MTU Aero Engines AG
Projektleitung Dr. Jens Schmidt