Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Jahresbericht 2017
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Leichtbau für Triebwerke – Bearbeitung von Ceramic Matrix Composites

Ceramic Matrix Composites (CMC) sind Leichtbaukeramiken. Sie zeichnen sich durch ihre Standfestigkeit bei hohen Temperaturen und ihre niedrige Dichte aus. Im Gegensatz zu konventionellen, monolithischen Keramiken bieten sie eine quasi-duktile, beschädigungstolerante Fraktur unter Zugbelastung. Die hervorragenden mechanischen und chemischen Eigenschaften von CMC´s haben in den letzten Jahren großes Interesse in der Turbomaschinenindustrie geweckt. Innovative Komponenten für neue Düsentriebwerke werden mittlerweile mit CMC-Komponenten hergestellt, da sie nicht nur die Effizienz erhöhen, sondern auch die Schadstoffemission und das Gewicht reduzieren.

Die Fertigung solcher qualitativ hochwertiger Flächen, ohne Materialbereiche zu schädigen und Schichten abzulösen, ist jedoch eine große Herausforderung für die Bearbeitungstechno­logie. Aktuelle Untersuchungen am Fraunhofer IPK zeigen, dass ein ökonomisch hochwertiges Bearbeiten von CMC-Bauteilen mit komplexen Geometrien durch den Einsatz von kombinierten NC-Form-Schleif- und Fräsprozessen erzielt werden kann. Mithilfe optimierter Werkzeuge und Prozessparameter können hier günstige Werkzeugverschleißmechanismen erreicht werden. Im Ergebnis können Werkstücke mit einer hohen Oberflächenintegrität mit verringerten Werkzeugverschleiß­raten hergestellt werden.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Tiago Borsoi-Klein

Tel. +49 30 39006-267

tiago.borsoi.klein(at)ipk.fraunhofer.de