Die vierte industrielle Revolution (Industrie 4.0) hat die Produktions- und Fertigungsmethoden vieler Branchen grundlegend verändert, und die Luftfahrtindustrie bildet da keine Ausnahme. Kürzlich hat sich auch das von der Europäischen Union geförderte Forschungsprojekt MORPHO dieser Entwicklung angeschlossen. Im Rahmen dieses Projekts werden faseroptische Sensoren in die Lufteinlassschaufeln von Flugzeugtriebwerken integriert, um diese während des Herstellungsprozesses mit intelligenten Sensoren auszustatten.
Intelligente, multifunktionale Triebwerkschaufeln aus verschiedenen Materialien
Die Triebwerkschaufeln werden aus verschiedenen Materialien gefertigt. Die Kernmatrix besteht aus dreidimensional geflochtenen Verbundwerkstoffen, die Vorderkante der Schaufel aus einer Titanlegierung. Diese Multimaterialtechnologie wurde bereits erfolgreich in den Triebwerken der LEAP®-Serie (1A, 1B, 1C) eingesetzt und ermöglicht es dem Triebwerk, trotz des erhöhten Gewichts eine hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit aufzuweisen.
Die Projektteammitglieder entwickeln und testen Kernkomponenten des FOD-Panels (Foreign Object Damage – Fremdkörperbeschädigung). Fremdkörperbeschädigung ist häufig die Hauptursache für das Versagen metallischer Werkstoffe unter Luftfahrtbedingungen und in Einsatzumgebungen, die durch Fremdkörper beschädigt werden. Im MORPHO-Projekt wird das FOD-Panel verwendet, um die Profilsehne einer Triebwerkschaufel zu simulieren, d. h. den Abstand zwischen Vorder- und Hinterkante der Schaufel in einer bestimmten Höhe. Hauptzweck der Panelprüfung ist die Überprüfung des Designs vor der Fertigung, um Risiken zu minimieren.
Das MORPHO-Projekt hat zum Ziel, die industrielle Anwendung intelligenter Multimaterial-Triebwerkschaufeln (LEAP) durch die Demonstration kognitiver Fähigkeiten bei der Gesundheitsüberwachung von Schaufelherstellungsprozessen, Dienstleistungen und Recyclingprozessen zu fördern.
Der Bericht bietet eine detaillierte Analyse des Einsatzes von FOD-Schutzpaneelen. Das MORPHO-Projekt schlägt vor, 3D-gedruckte faseroptische Sensoren in FOD-Schutzpaneele zu integrieren, um den Rotorblattfertigungsprozess mit kognitiven Fähigkeiten auszustatten. Die gleichzeitige Entwicklung digitaler Technologien und Multimaterial-Systemmodelle hat das Lebenszyklusmanagement von FOD-Schutzpaneelen deutlich verbessert. Die Entwicklung von Demonstrationsbauteilen für Analyse- und Verifizierungszwecke ist ein zentraler Bestandteil des Projekts.
Darüber hinaus wird das MORPHO-Projekt unter Berücksichtigung des neuen Aktionsplans der Europäischen Union für die Kreislaufwirtschaft laserinduzierte Zersetzung und Pyrolyse nutzen, um umweltfreundliche Recyclingverfahren für teure Bauteile zu entwickeln. So soll sichergestellt werden, dass die nächste Generation intelligenter Triebwerkschaufeln effizient, umweltfreundlich, wartungsfreundlich und zuverlässig ist.
Veröffentlichungsdatum: 28. September 2021
