Thermoplaste könnten in zukünftigen Flugzeugturbinen eine Rolle spielen

Stephen Moore | 29. August 2023

Während die typischen Temperaturen der Turbinenschaufeln moderner Turbofan-Triebwerke mit hohem Bypass 1.000 bis 1.200 °C erreichen können, verwenden heutige Passagierflugzeuge auch Turbinen in Kühlsystemen für diese Schaufeln, bei denen die Temperaturanforderungen viel niedriger sind. Im Rahmen eines dreijährigen Forschungs- und Entwicklungsprojekts, das von den Partnern Aitiip Technology Center aus Spanien und Compoundeur Liebherr aus Deutschland durchgeführt wurde, ist es gelungen, spritzgegossene thermoplastische Turbinen für das Flugzeug der Zukunft unter Verwendung einer kohlenstofffaserverstärkten Polyaryletherketon-Verbindung (PAEK) herzustellen. Typischerweise hält PAEK Dauerbetriebstemperaturen von bis zu etwa 250 °C stand.

Aitiip ist es gelungen, eine innovative proprietäre Technologie zu entwickeln, die die Herstellung von Teilen mit komplexen Geometrien durch Spritzgießen thermoplastischer Verbindungen ermöglicht. Die Turbinen sind zudem recycelbar. Bisher gab es für solche Bauteile nur die Möglichkeit, kostspielige metallische Werkstoffe zu verwenden, die in einem aufwändigen Fertigungsprozess zusammengeschweißt wurden. Selbstverständlich spart der One-Shot-Injektionsprozess Zeit, Energieverbrauch und Kosten. Aitiip ist es gelungen, dieses Spritzverfahren an die komplexe Geometrie anzupassen, die für die Herstellung dieser Teile aus einem nachhaltigeren Material erforderlich ist.

Das INN-PAEK-Projekt erhielt im Rahmen des Rahmenprogramms Horizont 2020 der Europäischen Union fast 800.000 Euro (864.000 US-Dollar) an Fördermitteln vom Joint Undertaking Clean Sky 2.

Die Ergebnisse des INN-PAEK-Projekts sollen ein fortschrittliches, nachhaltigeres und umweltfreundlicheres Produktionssystem liefern, von dem die Luftfahrtindustrie der Zukunft profitieren kann. Der Luftfahrtsektor wird von Europa auf die Kreislaufwirtschaft umgestellt, was in den kommenden Jahren alternative Strukturen und Komponenten erfordert, um das Ziel einer Reduzierung des Treibstoffverbrauchs und der CO2-Emissionen um 20 % zu erreichen. Schätzungen zufolge werden in den nächsten zwei Jahrzehnten rund 40.000 neue Flugzeuge benötigt, um den Transportbedarf zu decken.

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