Prototypenfertigung: Additiv gefertigte TiAI-Turbinenschaufeln

Für eine neue Generation von Flugtriebwerken werden zur Reduzierung von Verbrauch und Emissionen TiAl-Legierungen mit verbesserten Eigenschaften benötigt. Gefordert werden eine hohe Duktilität (Schadenstoleranz) bei gleichzeitig guten Hochtemperatureigenschaften.
Ein öffentlich gefördertes BMBF-Forschungsvorhaben zur Entwicklung maßgeschneiderter TiAl-Legierungen für die additive Fertigung mittels Elektronenstrahlschmelzen (Kurzbezeichnung NextTiAl) wird in den kommenden Monaten abgeschlossen. Im Rahmen des mehrjährigen Projektes konnten drei verschiedene Vorlegierungen ausgelegt, hergestellt und experimentell erprobt werden. Mittels Mikrostrukturanalysen sowie Zug-, Kriech- und Ermüdungsversuchen wurden anhand der Vorlegierungen detaillierte Erkenntnisse gewonnen und für die Entwicklung einer neuartigen TiAl-Legierung genutzt. Gegenwärtig findet die Erprobung der finalen Legierungsvariante statt. Das Ziel ist es, Turbinenschaufeln für die Niederdruckturbine von Flugtriebwerken mit der neuartigen Legierungsvariante herzustellen (siehe Abbildung).
An dem Forschungsvorhaben, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (Förderkennzeichen: 03XP0088B), sind die Partner MTU Aero Engines AG (München), GfE Metalle und Materialien GmbH (Nürnberg), GfE Fremat GmbH (Freiberg), TLS Technik GmbH & Co. Spezialpulver KG (Bitterfeld-Wolfen), Fraunhofer Gesellschaft IFAM (Dresden), Lehrstuhl für Metallkunde und metallische Werkstoffe (Montanuniversität Leoben) und die Neue Materialien Fürth GmbH (Fürth) beteiligt. Die Aufgabe der Neue Materialien Fürth GmbH umfasst die Entwicklung geeigneter Prozessparameter für das selektive Elektronenstrahlschmelzen, die Probenherstellung sowie Mikrostrukturanalysen und die Ermittlung mech. Kennwerte.