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3TANIUMVerbesserung von Titan-Bauteilen für die Luftfahrt

Expert*innen aus unterschiedlichen Fachbereichen verfolgen im EU-Projekt 3TANIUM das Hauptziel der Etablierung von Methoden der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) für die additive Fertigung von Titan-Bauteilen (Ti6Al4V). Um das zu erreichen, ist interdisziplinäre Zusammenarbeit von Forscher*innen aus den Bereichen Luftfahrt, Maschinenbau und Werkstofftechnik gefragt. ZfP-Methoden müssen in der Lage sein, prozessbedingte, kritische Defekte einwandfrei zu detektieren. Auf Basis der gefundenen Defekte werden die Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften der additiv gefertigten Ti6Al4V-Teile untersucht. Das übergeordnete Ziel des Projekts 3TANIUM ist die quantitative Bewertung der Anwendbarkeit von ZfP-Methoden, mit Fokus auf Titan-Bauteilen, die in der Luftfahrtindustrie eingesetzt werden.

Detektion von Defekten

Das Projekt umfasst die Herstellung von Prüfkörpern aus Titanverbindungen durch selektives Laserschmelzen. Zur Detektion von Fehlstellen werden verschiedene ZfP-Verfahren eingesetzt: Ultraschallprüfung, optische/visuelle Inspektion, Wirbelstromtechniken, Röntgenprüfung und Mikro-Computertomographie (Mikro-CT). Zudem werden die Materialeigenschaften durch mechanische Prüfung, Fraktographie und mikrografische Analysen charakterisiert. Um den Einfluss von Verarbeitungsbedingten Defekten zu bewerten, wird eine numerische Modellierung zur Vorhersage der Ermüdungslebensdauer durchgeführt.

Als Projektpartner bringt die FH OÖ in 3TANIUM ihr Spezialwissen im Bereich industrieller Mikro-CT ein. Projektleiter Sascha Senk führt hierzu mit seinem Team neben Mikro-CT-Analysen, z.B. Ermüdungsanalysen in Bezug auf Defektdetektion durch. Ziel ist es, eine Datenbank mit Mikro-CT-Daten der relevanten Proben zu erstellen, um einen Defektkatalog, vor allem in Bezug auf Poren, zu liefern.

Innovativ ist am Projekt … die Kombination aus additiver Fertigung von Titan-Bauteilen, zerstörungsfreier Prüfung mittels industrieller Computertomographie und FEM - Simulation mit Fokus auf die Untersuchung der Lebensdauereigenschaften. Dadurch soll der Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit (z.B. Rauigkeit) nach verschiedenen Oberflächenbehandlungen auf die Betriebsfestigkeit untersucht werden.  

Die Gesellschaft profitiert durch das Projekt … durch verbesserte Flugsicherheit. Das Projekt bewertet zum einen verschiedene Techniken der Oberflächenbehandlung von 3D-gedruckten (= additiv hergestellten) Titan-Komponenten. Zudem werden Fehler und Defekte in den Bauteilen zerstörungsfrei geprüft. Dadurch können die Sicherheit von Leichtbau-Komponenten im Luftfahrtsektor nachhaltig erhöht und CO2 – Emissionen durch die Verwendung von Leichtbau-Komponenten reduziert werden.

Für dieses Forschungsanliegen braucht es ein europäisches Projekt, … um Spezialist*innen und deren Wissen in den jeweiligen Forschungsgebieten (additive Fertigung, elektrochemische Oberflächentechnologie, zerstörungsfreie Prüfung) zu bündeln.

Für mich persönlich ist an diesem Projekt besonders interessant … die Zusammenarbeit mit Spezialist*innen aus den Bereichen Luftfahrt, Maschinenbau und Werkstofftechnik.

Noch Fragen zum Projekt?

Dr. Sascha Senck
Projektleiter 3TANIUM, FH OÖ, Campus Wels
+43 5 0804 44426
sascha.senck@fh-ooe.at

https://3tanium.eu/

Das Gemeinschaftsunternehmen Clean Sky 2 stellt für dieses Projekt Fördermittel bereit (Finanzhilfevereinbarung Nr. 101007830). Das Gemeinschaftsunternehmen wird mit Mitteln aus Horizon 2020, dem Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union, und anderen Mitgliedern des Gemeinschaftsunternehmens Clean Sky 2 außer der Europäischen Union gefördert.

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