Tital und RWTH Aachen forschen nach Gießverfahren für große Triebwerks-Turbinenschaufeln

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Gamma TiAl ist mit 4 g/cm3 Dichte um 10% leichter als herkömmliche, ohnehin schon leichte Titanlegierungen. Damit ist dieser intermetallische Werkstoff nur halb so schwer wie vergleichbare Sonderstahllegierungen. Ein weiterer Vorteil von Gamma TiAl: Die Legierung kann bei Temperaturen von bis zu 850 °C Hitze eingesetzt werden. Üblicherweise halten Titanlegierungen nur Temperaturen von bis zu 600 °C stand.

Nicolai: „Wenn man sich nun vorstellt, dass in Flugzeugtriebwerken Massen mit 5000 min–1 umlaufen, kann man ermessen, wie mit Hilfe von leichten Gamma-TiAl-Teilen die auftretenden Kräfte reduziert werden können. In Folge dessen können alle Teile leichter gebaut werden, die diese Kräfte aushalten müssen. Bei Flugtriebwerken wird nicht nach Schönheit konstruiert, sondern so, dass bei minimalem Gewicht alle auftretenden Kräfte beherrscht werden können.“

Kleine Turbinenschaufen aus Gamma TiAl von Access bereits hergestellt

Access entwickelt und optimiert bereits seit 1986 metallische Werkstoffe und Gießverfahren. Erfolgreich wurden bereits kleine Niederdruckturbinenschaufeln aus der intermetallischen Legierung Gamma TiAl im Gießverfahren hergestellt. Jetzt soll dieses Verfahren exemplarisch auf große Turbinenschaufeln bis 285 mm Außenmaß (Kantenlänge) übertragen werden. Diese Schaufeln – so heißt es – haben ein großes technisches Potenzial.

Tital-Geschäftsführer Philipp Schack: „Wenn uns das Vorhaben gelingt, können wir uns in einzigartiger Weise als technologische Alternative im Triebwerksbau auf dem globalen Markt positionieren.“ Der Triebwerksmarkt sei – mit Rolls Royce als führendem europäischen Anbieter – bereits heute ein wichtiger Abnehmer gegossener Titanbauteile, dies aber traditionell bei zwei dominierenden US-Lieferanten.

Forschungsprojekt ist sehr kostenintensiv

Nach einer erfolgreichen Entwicklung hoffen Access und Tital zunächst weiterhin auf die Unterstützung durch die Landesregierung, um im globalen Wettbewerb zu bestehen. Zusammenfassend bewertet Philipp Schack das Projekt als sehr positiv: „Der Werkstoff Gamma TiAl hat großes Zukunftspotential – vorausgesetzt die Industrialisierung gelingt uns zu annehmbaren Kosten. Das Projekt kostet zwar Geld. Aber man muss sehen, dass die Industrie hier nicht nur fordert. Wenn wir in diesem Gemeinschaftsprojekt erfolgreich sind, wird die Industrie langfristig ein Vielfaches von dem zurückzahlen, was die Landesregierung heute investiert.“

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