Optimierung des LPBF-Prozesses zur Fertigung von Brennkammersegmenten aus Haynes 282

Der Laser Powder Bed Fusion (LPBF)-Prozess ermöglicht die Fertigung von Bauteilen mit komplexen Geometrien und feinen inneren Strukturen, die mit traditionellen Fertigungsmethoden nur schwer oder gar nicht realisierbar sind. Ein bemerkenswertes Beispiel für den Einsatz dieser Technologie ist die Herstellung von Brennkammersegmenten mit integrierten Kühlkanälen bei Rolls-Royce für das Turbo-Generator System (TGS). Dieses innovative Design verbessert die Verbrennungseffizienz und reduziert NOX- und Partikelemissionen, indem es die Vormischung von Kraftstoff und Luft optimiert. Die Herstellung der Brennkammer als geschlossener Ring stellt jedoch eine Herausforderung dar, da das Drucken mit flachem Winkel zur Druckplatte ohne Stützstrukturen nur durch präzise Prozessoptimierung erfolgreich umgesetzt werden kann. In Zusammenarbeit mit Rolls-Royce Deutschland hat die CHESCO GmbH eine umfassende Parameterstudie durchgeführt, wobei der Wärmeeintrag im Downskin-Bereich durch Variation relevanter Parameter so erhöht wurde, um einen stabilen Druckprozess zu sichern. Die Studie identifizierte einen optimierten Parametersatz, um die gewünschten Materialeigenschaften zu erreichen: eine Porosität von weniger als 0,1 %, eine Oberflächenrauheit Sa des Downskin-Bereichs von etwa 50 µm und die angestrebten Formtoleranzen der integrierten Kühlkanäle von 0,4 mm.

Vortragssprache: DEU