Additive Fertigung

Triebwerks-Einspritzkopf als funktionsintegriertes Bauteil

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Additive Fertigung bietet die Lösung

Die Lösung für diese Herausforderungen lieferte die additive Fertigung. „Allein die additive Fertigung kann Funktionsintegration, Leichtbau, Designvereinfachung und die Reduzierung der Durchlaufzeiten in einem einzigen Bauteil zusammenbringen“, erklärt Dr.-Ing. Steffen Beyer, Leiter Produktionstechnologie – Werkstoffe & Prozesse bei Ariane Group. Die Herstellung des Einspritzkopfs aus einem Bauteil sollte mit der Laserschmelz-Technologie von EOS realisiert werden. Als Material setzte das Projektteam weiterhin auf eine hitze- und korrosionsbeständige Nickelbasislegierung (EOS NickelAlloy IN718). Diese zeichnet sich durch sehr gute Zug-, Dauer-, Kriech- und Bruchfestigkeit bei erhöhten Temperaturen aus und sollte auch bei der neuen Fertigungstechnologie eingesetzt werden.

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Nach der erfolgreichen Entwicklung des Bauteils lag der Fokus auf der Wirtschaftlichkeit. Die zentrale Vorgabe seitens Ariane Group war es, die Durchlaufzeiten und Stück- kosten zu senken. In einem stufenweisen Prozess wurde die Fertigung zunächst auf der EOS M 290 durchgeführt. Nach erfolgreichen Piloten erfolgte die Skalierung auf das größere System EOS M 400-4. Mittels der 4-Laser-Technologie konnte das Triebwerksteil so in bis zu vierfacher Geschwindigkeit hergestellt werden.

Integrales Bauteil mit gleicher Funktion

Durch die pulverbettbasierte, industrielle 3D-Druck-Technologie von EOS gelang es unter anderem, die 122 Einspritzdüsen, die Grund- und Frontplatte sowie den Verteilerdom mit den entsprechenden Zuleitungsstutzen für die Treibstoffe Wasserstoff und Sauerstoff als integrales Bauteil zu drucken. Die deutlich höhere Produktivität des EOS M 400-4 Multi-Laser-Systems im Vergleich zu Single-Laser-Systemen führte dazu, dass die Bauzeit um den Faktor 3 und die Kosten um 50 % reduziert werden konnten. (qui)

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