Fraunhofer-Gesellschaft
Aufgrund des erhöhten Bedarfes der Industrie an flexiblen und innovativen Fertigungstechnologien für die nachhaltige und recourcenschonende Herstellung von langlebigen Investitionsgütern gewinnen die Additive Verfahren zunehmend an Bedeutung. Diese bieten im Besonderen für die Turbomaschinenbranchen ein enormes Anwendungspotential.
Ziel des Projektes »ProFeX« ist die Bereitstellung einer vollständigen und in die Industrie übertragbaren Prozesskette für die additive Fertigung von hochkomplexen Turbinenkomponenten wie Schaufeln und Brennern aus der Nickelbasislegierung Inconel 718. Dabei werden neben dem computergestützten Preprocessing und der Fertigung mittels Selektiven Laserschmelzens (SLM) auch sämtliche nachgelagerten Prozessschritte betrachtet. Dazu gehören unter Anderem das Strömungsschleifen innerer Kühlkanäle, das Verdichten der Oberflächen mittels Kugelstrahlen und das Beschichten mit Wärmedämmschichten. Ein weiterer Schwerpunkt des Projektes liegt in der Validierung der Prozessüberwachung sowie in der Entwicklung eines Reparaturszenarios für additiv gefertigte Bauteile mittels Laser-Pulver-Auftragsschweißen (LPA).
Final werden Bauteile, welche mit Hilfe der im Projekt erarbeiteten Prozesse gefertigt wurden, im realen Turbinenbetrieb getestet. Damit wird die Eignung additiver Verfahren für dynamisch und thermisch hoch belastete Komponenten gezeigt und die Anwendbarkeit der erarbeiteten Prozesskette unter Beweis gestellt.
Herausforderung:
Integration additiver Verfahren in die nachhaltige Fertigung langlebiger und hochbeanspruchter Investitionsgüter wie Turbinenkomponenten
Schwerpunkte:
- Identifizierung und Adaption der qualitätsrelevanten Fertigungsrandbedingungen
- AM-gerechte Konstruktion
- Entwicklung von Strategien zur robusten Fertigung (Condition Monitoring)
- Erforschung geeigneter Nachbearbeitungsverfahren wie z.B. Kugelstrahlen, Strömungsschleifen und Gleitschleifen
- Test von gefertigten Bauteilen im realen Betrieb
Publikation:
E. Uhlmann et al.: Flexible manufacturing with an additive process chain. Design, production and surface finish. In: ASPE 2015 Spring Topical Meeting. Proceedings : April 26-29, 2015
Produktblatt:
http://www.ipk.fraunhofer.de/fileadmin/user_upload/IPK/geschaeftsfelder/ps/fer/LCE_Profex.pdf
Kontakt:
Fraunhofer IPK, Tobias Neuwald, tobias.neuwald@ipk.fraunhofer.de, +49 30 39006 308