Nutzung des Potenzials der additiven Fertigung zur Optimierung von Gasturbinenkomponenten für Hochtemperaturanwendungen
gefördert durch das Land Berlin
Projektstart: Januar 2023
Laufzeit: 2,5 Jahre
Gefördert mit: ca. 8 Mio. €
Anzahl Partner: 11
Standort Huttenstraße
Christoph Heinze, Siemens Energy
Projektleitung
Cynthia Wirth, Siemens Energy
Projektleitung
Einblicke in unsere Arbeit
An dieser Stelle dokumentieren wir wesentliche Meilensteine aus dem Projekt. Aktuelle Neuigkeiten, besondere Veröffentlichungen oder Auftritte auf Messen und Kongressen machen wir hier sichtbar.
SEP
2024
NEUES
Nachweis zur Verbesserung der holistischen Materialverwertung in der additiven Fertigung
Innerhalb unseres Arbeitspaketes NP-4 wurden Nebenprodukte des Laser Powder-Bed Fusion Prozesses aus der Fertigung von Siemens Energy, welche zuvor als Schrotte klassifiziert wurden, als Recyclingmaterial zu einem Pulverhersteller gesandt. Dies beinhaltete sog. „End-of-life“ Pulver, Stützstrukturen und fehlerhafte Komponenten. Nach vollständiger chemischer Analyse wurde bewiesen, dass spezifikationskonformes Recyclingmaterial ohne Nachlegierung zu erneut konformem Pulver verdüst werden kann. Dies ist ein entscheidender Nachweis zur Verbesserung der holistischen Materialverwertung in der additiven Fertigung. Nach dem technischen Nachweis erfolgt nun die Diskussion der wirtschaftlichen Umsetzung zwischen den Unternehmen.
SEP
2024
NEUES
Nachweis zur Verbesserung der holistischen Materialverwertung in der additiven Fertigung
Innerhalb unseres Arbeitspaketes NP-4 wurden Nebenprodukte des Laser Powder-Bed Fusion Prozesses aus der Fertigung von Siemens Energy, welche zuvor als Schrotte klassifiziert wurden, als Recyclingmaterial zu einem Pulverhersteller gesandt. Dies beinhaltete sog. „End-of-life“ Pulver, Stützstrukturen und fehlerhafte Komponenten. Nach vollständiger chemischer Analyse wurde bewiesen, dass spezifikationskonformes Recyclingmaterial ohne Nachlegierung zu erneut konformem Pulver verdüst werden kann. Dies ist ein entscheidender Nachweis zur Verbesserung der holistischen Materialverwertung in der additiven Fertigung. Nach dem technischen Nachweis erfolgt nun die Diskussion der wirtschaftlichen Umsetzung zwischen den Unternehmen.
JUN
2024
NEUES
2. Meilensteintreffen
Am 20.06.24 fand das zweite Meilensteintreffen des Projekts in den Räumen der TU Berlin statt. In Berichten und einer Postersession zu allen 12 Arbeitspaketen wurden Ergebnisse aus der Material- und Prozessentwicklung, Post-Processing sowie nachhaltigen Produktentstehung präsentiert. Fortschritte konnten u.a. bei der Evaluierung des Prozessparameterfelds für Titanaluminide, der robotergestützten Bearbeitung von PBF-LB/M H282 und beim Recycling von PBF-LB-Pulvern verzeichnet werden. Das nächste Treffen ist am 23.01.2025 beim IPK geplant, Fokus „Nachbearbeitung“ mit Live-Demo.
JUN
2024
NEUES
2. Meilensteintreffen
Am 20.06.24 fand das zweite Meilensteintreffen des Projekts in den Räumen der TU Berlin statt. In Berichten und einer Postersession zu allen 12 Arbeitspaketen wurden Ergebnisse aus der Material- und Prozessentwicklung, Post-Processing sowie nachhaltigen Produktentstehung präsentiert. Fortschritte konnten u.a. bei der Evaluierung des Prozessparameterfelds für Titanaluminide, der robotergestützten Bearbeitung von PBF-LB/M H282 und beim Recycling von PBF-LB-Pulvern verzeichnet werden. Das nächste Treffen ist am 23.01.2025 beim IPK geplant, Fokus „Nachbearbeitung“ mit Live-Demo.
JAN
2024
NEUES
1. Meilensteintreffen
Erstes Meilensteintreffen „check“. Wir haben uns am 25.01.24 an der BAM für unseren ersten Projektreview mit der IBB und den Gutachtern der VDI/VDE getroffen. Es war ein gelungener Tag, der zeigt, dass wir in einem produktiven Team interessante Aufgaben wie Prozessentwicklung, Nachbearbeitung, Simulation, Lebenszyklusanalyse, Recycling etc. vorantreiben.
JAN
2024
NEUES
1. Meilensteintreffen
Erstes Meilensteintreffen „check“. Wir haben uns am 25.01.24 an der BAM für unseren ersten Projektreview mit der IBB und den Gutachtern der VDI/VDE getroffen. Es war ein gelungener Tag, der zeigt, dass wir in einem produktiven Team interessante Aufgaben wie Prozessentwicklung, Nachbearbeitung, Simulation, Lebenszyklusanalyse, Recycling etc. vorantreiben.
2023
NEUES
HTA2 Deep Dives
Innerhalb der ersten Projektmonate wurden in unseren Workstreams „Material & Prozesse“, „Post-Processing“ und „Nachhaltige Produktentstehung“ Deep Dives für das gesamte Konsortium durchgeführt. Es sollten die wichtigsten Arbeitsfelder und Ziele der 12 Arbeitspakete beschrieben und ein Austausch zwischen den Workstreams angeregt werden. Um die 25 TeilnehmerInnen bei jeder der drei Sessions nutzten diese Möglichkeit zur Vernetzung und Abstimmung, so dass der Weg für das erste Meilensteintreffen im Januar 2024 geebnet worden ist.
2023
NEUES
HTA2 Deep Dives
Innerhalb der ersten Projektmonate wurden in unseren Workstreams „Material & Prozesse“, „Post-Processing“ und „Nachhaltige Produktentstehung“ Deep Dives für das gesamte Konsortium durchgeführt. Es sollten die wichtigsten Arbeitsfelder und Ziele der 12 Arbeitspakete beschrieben und ein Austausch zwischen den Workstreams angeregt werden. Um die 25 TeilnehmerInnen bei jeder der drei Sessions nutzten diese Möglichkeit zur Vernetzung und Abstimmung, so dass der Weg für das erste Meilensteintreffen im Januar 2024 geebnet worden ist.
JUL
2023
NEUES
Kick-Off
Am 11.07.2023 kamen die Partner, die IBB und das GutachterInnen-Team zusammen, um sich kennen zu lernen und einen Überblick zum Fahrplan der Phase II zu erhalten. Die Forschungsthemen enthalten unter anderem Design for Additive Manufacturing, Lebenszyklus-Analyse, Verfahrens- und Werkstoffentwicklung, robotergestützte Nachbearbeitung, FEM-Simulationen, hochenergetische Synchrotron-Experimente, Pulver-/Stützstrukturrecycling uvm.
JUL
2023
NEUES
Kick-Off
Am 11.07.2023 kamen die Partner, die IBB und das GutachterInnen-Team zusammen, um sich kennen zu lernen und einen Überblick zum Fahrplan der Phase II zu erhalten. Die Forschungsthemen enthalten unter anderem Design for Additive Manufacturing, Lebenszyklus-Analyse, Verfahrens- und Werkstoffentwicklung, robotergestützte Nachbearbeitung, FEM-Simulationen, hochenergetische Synchrotron-Experimente, Pulver-/Stützstrukturrecycling uvm.
Mit dabei:
Die BAM entwickelt im Vorhaben neue Methoden für die in-situ Qualitätssicherung sowie ein Verständnis von Mikrostrukturentwicklung und Kriechverhalten. Damit leisten wir einen Beitrag zum sicheren und zuverlässigen Einsatz von AM-Bauteilen.
Kai Hilgenberg
Projektleiter HTA der BAM
Nach dem Druck sind additiv gefertigte Bauteile oft nicht direkt einsatzfähig. Am Fraunhofer IPK wird daher intensiv an der automatisierten Nachbearbeitung geforscht, um selbst bei komplexesten Geometrien eine Herstellung mit höchstmöglicher Effizienz in Losgröße 1 zu ermöglichen.
Tobias Neuwald
Projektleiter HTA des Fraunhofer IPK
Für Siemens Energy ist HTA 2.0 ein umfassendes Forschungsprojekt im Bereich der additiven Fertigung mit vielseitigen Berliner Partnern. Es zeichnet sich durch eine hervorragende Zusammenarbeit und spannende Forschungsaspekte aus, wo wir relevante Themen wie Prozessentwicklung, Digitalisierung und Effizienzsteigerungen entlang der Prozesskette sowie den Aspekt Nachhaltigkeit beleuchten. Wir wollen die additive Fertigung in weitere Produkte tragen und sind dankbar für die Unterstützung unserer Partner bei der Umsetzung.
Christoph Heinze
Projektleiter
Das Projekt in Bildern
Wissenschaft, Forschung und Bildung
Im Anschluss an den erfolgreichen Abschluss von HTA2.0 zu Ende 2022 startet die 2. Phase zum Januar 2023 mit einer Laufzeit bis Juni 2025. Hierbei dürfen wir neue Partner innerhalb des HTA-Verbundes begrüßen und freuen uns auf die Zusammenarbeit.
Um was es geht
Hochtemperatur-Anwendungen umfassen die Entwicklung und Fertigung von Bauteilen, die in hocheffizienten Gaskraftwerken mit dem heißen Gasstrahl, der Temperaturen von weit über 1000 Grad Celsius erreicht, in Berührung kommen. Um deren Funktion und Lebensdauer zu gewährleisten, werden mittels additiver Fertigung innovative Konzepte umgesetzt, die mit konventionellen Fertigungsverfahren technisch nicht realisierbar sind.
Ziele des Forschungsprojekts
Entwicklung neuer additiver Fertigungsprozesse und Komponenten für Hochtemperaturbauteile in großen Gasturbinen unter Beachtung von nachhaltiger Produktentstehung.
Motivation
Der Fokus der 2. Phase ist die Erweiterung der Design for Additive Manufacturing-Methode mit weiteren Prozessen (drahtbasiertes Generieren von großen Bauteilen DED-Arc, selektives Laserstrahlschmelzen mit Hochtemperaturvorheizung und selektives Elektronenstrahlschmelzen PBF-EB/M im Pulverbett) und dem Aspekt Lebenszyklus-Analyse (LCA). Dabei werden für das DED-Arc- und PBF-EB/M-Verfahren Prozess- und Werkstoffentwicklung zu höherer Reife geführt.
Im Weiteren wird das Thema Nachbearbeitung von additiv gefertigten Bauteilen stärker beleuchtet, um automatisierte und kleinserientaugliche Bearbeitung zu ermöglichen. Zudem wird das Recycling von Metallpulver und Stützstrukturen beleuchtet, wobei eine höhere Ressourceneffizienz angestrebt wird und somit einen Beitrag zum wirtschaftlichen Darstellen von AM-Bauteilen liefert.
Das Konsortium
Im Ökosystem „Werner-von-Siemens Centre for Industry and Science“ findet sich ein bunter Mix aus renommierten Wissenschafts-einrichtungen und Universitäten, exzellenter Industrie, innovativen KMUs und agilen, jungen Unternehmen. Sie alle vereinen ihre Expertisen zu einer zukunftsorientierten Forschungskooperation.
Zu den Partnern dieses Projekts gehören:
Das Werner-von-Siemens Centre for Industry and Science e.V. wird im Rahmen der Gemeinschaftsaufgabe ,,Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur” (GRW) mit Bundes- und Landesmitteln gefördert.
Unsere Projekte werden kofinanziert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).