Fraunhofer ISC, Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, BayreuthAktuelles Förderprojekt
Motivation
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
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
- 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 - 31.12.2024 |
| Förderung |
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (ZIM) |
| Fördersumme | 190.000 Euro |
Projektpartner
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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 |
