Luft- und Raumfahrt

In der Luft- und Raumfahrt ist die Reduzierung von Gewicht und Energieverbrauch ein Kernthema. Insbesondere der Turbinenbau bietet viele Ansätze für technische Optimierung und Kostenersparnis. Neuartiges Turbinendesign, leichtere Turbinenschaufeln, optimierte Kühlung und günstige Reparaturverfahren sind nur einige Beispiele.

In diesem Umfeld erweisen sich die additiven Fertigungsverfahren als vielversprechende Technologien. Führende Turbinenhersteller bilden FuE-Partnerschaften mit dem Fraunhofer ILT – teilweise auch durch Niederlassungen auf dem Forschungscampus Digital Photonic Production in Aachen in unmittelbarer Nachbarschaft zum Institut. Im International Center for Turbomachinery Manufacturing ICTM kooperieren Turbinenhersteller aus dem Flugzeugbau und dem Energiebereich mit den in Aachen ansässigen Fraunhofer-Instituten ILT und IPT.

Neben den Produktionsfragestellungen spielen additive Fertigungsverfahren auch in Wartung, Reparatur und Instandsetzung eine zentrale Rolle. Die Kooperationspartner treiben nicht nur die FuE-Aktivitäten voran, sondern kümmern sich auch aktiv um die technologischen Voraussetzungen zur Zertifizierung neuer Verfahren.

Im Bereich satellitengestützer Messsysteme für die Umweltanalytik werden verstärkt leistungsstarke, schmalbandige Lasersysteme benötigt, mit denen Konzentrationen von Gasbestandteilen der Atmosphäre mit hoher Genauigkeit detektiert werden können. Das Fraunhofer ILT hat hierfür eine eigene Technologieplattform für satellitengestützte Lasersysteme entwickelt. Die Zusammenarbeit erfolgt mit Partnern wie dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, der Airbus Group, der TESAT Spacecom oder der European Space Agency ESA.

Wir adressieren Ihre Branche!

Forschungsergebnisse

- 2017 -

Additive Fertigung durch Laserauftragschweißen mit hoher Auftragsrate

Additive Fertigung einer Turboladerkomponente mit Laserauftragschweißen

Additive Fertigung eines Leitschaufelclusters mittels SLM bis zur Serienreife

Additive Herstellung elektrischer Funktionsschichten auf 2D- und 3D-Bauteilen

Additive laserbasierte Herstellung von Dickschicht-Sensorik für die Bauteilüberwachung

»AMable«-Services im digitalen Datenraum für die additive Fertigung

Auftragschweißen mit oszillierendem Laserstrahl

»bd-1«-Sensorik für Inline-Messungen beim Laserauftragschweißen

Diodengepumpter Alexandritlaser für ein Atmosphären-LIDAR-System

Hochdynamische Anpassung von Intensitätsverteilungen für die 3D-Lasermaterialbearbeitung

Hochentropische Werkstoffe für die additive Fertigung von Umformwerkzeugen

Hochgeschwindigkeits-Lasermikrostrukturierung für Kunststoff-Metall-Hybride

Inline-Pulvergasstrahl-Messsystem

In-Situ-Visualisierung von Mehrfachreflexionen beim Laserstrahlschneiden

Intelligente Prozesssensorik

Kompakter Laserschneidkopf mit Hochleistungsoptiken aus CVD-Diamanten

Laserauftragschweißen mit koaxialer Drahtzufuhr

Laserauftragschweißen von Mo-Si-B-Legierungen für Hochtemperaturanwendungen

Laserbasiertes Entgraten und Polieren von Blechen und Dünngläsern

Laserbearbeitung von Hochleistungskeramik

Laserpolieren von additiv gefertigten Kunststoffbauteilen

MERLIN – Laser Optical Bench

Messung der Absorption beim SLM-Prozess

Neuartiges Montage- und Justagekonzept für opto-mechanische Komponenten

OPGaAs-OPO mit 10 µm Wellenlänge

Prozessüberwachung des laserbasierten Tape-Lege-Prozesses für Faserverbundbauteile

Schneiden von Faserverbund-Hybridmaterial

Schneiden von Kalknatronglas mittels CO-Laserstrahlung

Sensorintegration mittels SLM

Simulationstools für den Einsatz im industriellen Alltag

Umwelttests an Faserkomponenten für Weltraumanwendungen

Verarbeitung alternativ hergestellter Pulverwerkstoffe mittels SLM

Verzug und Eigenspannungen beim Laserauftragschweißen

Voll automatisierte Produktionszelle zur Fertigung von Hybridbauteilen

- 2016 -

Additive Fertigung einer Demonstrator-Luftfahrtkomponente durch LMD

Additive Fertigung von degradierbaren Magnesiumimplantaten

Applikationsangepasste Intensitätsverteilungen für die Laserwärmebehandlung

Er:YLuAG-INNOSLAB-Verstärker bei 1645 nm

FULAS - Laser Plattform für zukünftige satellitengestützte LIDAR-Systeme

Gepulster Nanosekundenlaser bei 3 μm Wellenlänge

Hochrate-UKP-Abtrag durch zweistufige Prozessführung

Hochstabiler Ho:YLF-Oszillator

Kunststoff-Metall-Hybride durch Mikro- und Nanostrukturierung mit Ultrakurzpulslasern

Laserdesign für die MERLIN-Mission

Leistungsskalierung parametrischer Konverter für LIDT-Messungen bei 1645 nm

LIDT-Messplatz für 1645 nm

Low Cost SLM-System

Prozessüberwachung für die laserbasierte Herstellung von CFK-Verbundbauteilen

Schmalbandiger Faserverstärker zur Untersuchung stimulierter Brillouin-Streuung

Verarbeitung von Titanaluminiden (TiAl) mittels Hochtemperatur-Selective Laser Melting (HT-SLM)

- 2015 -

Additive Fertigung einer Triebwerksaufhängungskomponente mittels LMD

Additive Fertigung mit Eisenaluminid-Legierungen

Automatisierte Vermessung von Pulverdüsen

Datenbank zum Laserauftragschweißen

Einfluss der Schutzgasführung auf die Bauteilqualität beim SLM

Elektronische Multi-Materialsysteme für bauteilverbundene Sensorik

Faraday-Isolator für den Weltraumeinsatz

Flugkampagne »CHARM-F«

Form- und stoffschlüssiges Fügen von CFK und GFK

Funktionalisierung warmaushärtender Lacke mit VCSEL

Funktionsangepasste Bauteile durch Werkstoffgradierung

Hochgeschwindigkeitsschneiden von Langlocharrays im Sub-Millimeterbereich

Hochleistungsoptiken aus monokristallinem Diamant

Hochproduktive UKP-Laserbearbeitung mit Multistrahloptiken

Hybrider 1,5 kW UKP-Laser: Faser-INNOSLAB-Scheibe

In-Situ Prozessdiagnose beim Laserstrahlschmelzschneiden

Intrinsische Wärmebehandlung bei der additiven Fertigung

Labordemonstrator einer LIDAR-Strahlquelle für »MERLIN«

Laser für satellitenbasierte LIDAR-Systeme

Laserpolieren von SLM-gefertigten 3D-Bauteilen

Laserschneiden von CFK

Laserstrahlbohren von CFK-Preforms

Leitschaufel-Prototypen für die Produktentwicklung

Roboterbasiertes Laserauftragschweißen mit CAD/CAM-Kopplung

Schweißen hochmanganhaltiger Stähle in artungleichen Verbindungen

Selective Laser Melting von Magnesiumlegierungen

Strahlungstests an TM 3+-und HO3+-dotierten Fluoridkristallen

Weitere Forschungsergebnisse

Leistungsangebote

Technologiefelder

Messen & Veranstaltungen

Kommen Sie mit uns ins Gespräch und besuchen Sie uns auf den nächsten Messen und Veranstaltungen! 

 

AKL - International Laser Technology Congress, 2.5.18 bis 4.5.18, Aachen

Rapid.Tech, 5.6.18 bis 7.6.18, Erfurt

ICSO 2018, 9.10.18 bis 12.10.18, Kreta

3D Valley Conference, 10.10.18 bis 11.10.18, Aachen

ICALEO, 14.10.18 bis 18.10.18, Orlando (USA)

EuroBLECH, 23.10.18 bis 26.10.18, Hannover

formnext 2018, 13.11.18 bis 16.11.18, Frankfurt am Main

 

Videos und Veröffentlichungen

 

Videos

In unserer Mediathek finden Sie Videos zu Forschungs- und Entwicklungsthemen am Fraunhofer ILT.

 

 

Vorträge und Fachaufsätze

Hier finden Sie eine Auflistung der Vorträge unserer Wissenschaftler von nationalen sowie internationalen Fachtagungen, Messen und Konferenzen sowie eine Übersicht über Fachaufsätze.

Referenzen


Im Bereich Luft- und Raumfahrt arbeiten wir mit verschiedenen Unternehmen zusammen. Hier finden Sie eine Auswahl unserer Referenzkunden.

 

  • Airbus Deutschland GmbH
  • Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co. KG
  • Tesat-Spacecom GmbH & Co. KG

Additive Manufacturing zur Fertigung und Reparatur von Turbomaschinen

Mit dem Laserauftragschweißen lassen sich Bauteile flexibel beschichten, reparieren oder additiv fertigen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

Mit dem Laserauftragschweißen lassen sich Bauteile flexibel beschichten, reparieren oder additiv fertigen.

Als flexible und präzise Werkzeuge eignen sich Laser für die Reparatur und Instandsetzung sowie für die Fertigung hochwertiger Turbomaschinen-Bauteile, beispielsweise um deren Lebensdauer signifikant zu verlängern oder Materialien vor Verschleiß und Korrosion zu schützen. Aufgrund der hohen Genauigkeit des Materialauftrags, der ausgezeichneten Steuerbarkeit des Prozesses und der geringen thermischen und mechanischen Belastung der Bauteile ist das Laserauftragschweißen im Bereich des Turbomaschinenbaus sehr vorteilhaft einsetzbar.

Das »International Center for Turbomachinery Manufacturing – ICTM« in Aachen widmet sich aktuellen Herausforderungen im Bereich des Turbomaschinenbaus und bietet seinen Kunden Forschung und Entwicklung für maßgeschneiderte industrielle Anwendungen. Die strategische Partnerschaft bündelt Know-how, ermöglicht eine exzellente vorwettbewerbliche Forschung und beschleunigt Innovationen. Im Fokus des Centers stehen kundenspezifische Lösungen, beispielsweise die Verbesserung von Zerspanprozessen beim Einsatz von Vollkeramik-Werkzeugen und die Endbearbeitung von Additive-Manufacturing-Bauteilen. Die Fraunhofer-Institute IPT und ILT sowie das Werkzeugmaschinenlabor WZL und die Lehrstühle für Lasertechnik LLT und für Digitale Additive Produktion DAP der RWTH Aachen University arbeiten im Center eng mit renommierten Industriepartnern zusammen. Zum Verbund zählen sowohl Mittelständler als auch Turbinenhersteller sowie Konzerne, wie die Lufthansa Technik AG, die MTU Aero Engines AG oder die Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG, die gemeinsam alle Bereiche der Prozesskette abdecken und für die Luft- und Raumfahrt weiterentwickeln.

FULAS: Technologieplattform für weltraumtaugliche Laser

FULAS – Future Laser Technologie-Demonstrator, Innenansicht.
© Fraunhofer ILT, Aachen.

FULAS – Future Laser Technologie-Demonstrator, Innenansicht.

Mit dem »Future Laser System« (FULAS) entwickelten die Wissenschaftler des Fraunhofer ILT eine Technologieplattform zur Auslegung und zum Aufbau von individuellen Lasersystemen, die sich insbesondere für Projekte im Bereich der Luft- und Raumfahrt anpassen lassen. Durch laserbasierte Prozesse, wie etwa spezielle Lötverfahren, werden Komponenten raumfahrttauglich gemacht. Eine entsprechende selbstentwickelte Aufbautechnologie erlaubt anschließend die präzise und sichere Montage der Komponenten. Alle wesentlichen Justierschritte werden mit manuell geführten Robotern im effizienten Pick&Align-Verfahren durchgeführt. Die extremen Anforderungen für Einsätze im Orbit – wie hohe Vibrations-, Temperaturbeständigkeiten und Verkippstabilitäten – können damit erfüllt werden.

Auf Basis der FULAS-Plattform wird am Fraunhofer ILT ein Lasersystem für die satellitengetragene Messung klimarelevanten Methans entwickelt. Im Rahmen der deutsch-französischen Klimaforschungsmission »MERLIN« soll ab 2021 ein entsprechend aufgebautes Licht-Radar-System (LIDAR) im Orbit eingesetzt werden. Die Robustheit des OPO-Aufbaus, der das Herzstück des Messsystems bilden wird, wurde bereits in Validierungstests erfolgreich nachgewiesen.

Ansprechpartner für Projektanfragen

Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann

»Laser und Laseroptik« 

 

Telefon +49 241 8906-206
-> E-Mail senden

Dr.-Ing. Arnold Gillner

»Abtragen und Fügen« 

 

Telefon +49 241 8906-148
-> E-Mail senden

 

Prof. Dr.-Ing. Johannes Henrich Schleifenbaum

»Generative Verfahren und funktionale Schichten« 

 

Telefon +49 241 8906-398
-> E-Mail senden

 

Prof. Dr. rer. nat. Reinhard Noll

»Messtechnik und EUV-Strahlquellen« 

 

Telefon +49 241 8906-138
-> E-Mail senden