Im Mai 2021 lieferte der Luft- und Raumfahrtkomponentenlieferant GKN erfolgreich ein internes Kompressorgehäuse (ICC) für Rolls-Royce OEM-Flugzeugtriebwerke, das vollständig im 3D-Druckverfahren hergestellt wurde. Das ICC wird in einem Demonstrationsmodell des Ultra Fan-Triebwerks von Rolls-Royce im Rahmen von Clean Sky 2 eingesetzt, Europas größtem Luftfahrtforschungsprojekt, das darauf abzielt, die CO2-Emissionen und den Lärmpegel heutiger Flugzeugtriebwerke zu reduzieren. Das Clean Sky 2-Projekt, das vom EU-Programm „Horizo 2020“ und von der Luftfahrtindustrie gefördert wird, zielt darauf ab, Partnerschaften in diesem Bereich zu stärken und gleichzeitig einen gesunden Wettbewerb zu fördern. Henrik Runnemalm, Vizepräsident des Schwedischen Technologiezentrums von GKN Aerospace, sagte: „Die ICC-Lieferung des Ultrafan-Triebwerks an Rolls-Royce ist ein echter Meilenstein. Sie steht für den Erfolg der Clean Sky 2-Zusammenarbeit und wir freuen uns, bei der ICC-Entwicklung die neuesten Nachhaltigkeitstechnologien eingesetzt zu haben. Wir sind sehr stolz, Partner des Rolls-Royce-Teams zu sein und zur Zukunft dieses energieeffizienten Flugzeugtriebwerks beizutragen.“

Ultra Fan-Triebwerk

Die neueste Ergänzung des Triebwerksportfolios von Rolls-Royce ist das Ultra Fan-Triebwerk. Berichten zufolge ist das Ultra Fan 25 % treibstoffeffizienter als das Trent-Triebwerk der ersten Generation und verfügt über eine neue Triebwerkskernarchitektur. Das System mit Rotorblättern von 140 Zoll Durchmesser wird als neue Art der „nachhaltigen Luftfahrt“ beschrieben. Mit Lüfterblättern aus Carbon-Titan und einem Verbundgehäuse kann das neue Triebwerk das Gewicht des Flugzeugs um bis zu 680 Kilogramm reduzieren. Es ist außerdem mit einem neuen Getriebedesign ausgestattet, das effiziente Leistung für hohen Schub und hohe Bypassrate bietet. Rolls-Royce plant, 2022 einen umfassenden Bodentest des Triebwerks durchzuführen, Flugtests sollen kurz darauf folgen. Chris Cholerton, Präsident von Rolls-Royce Civil Aviation, sagte: „Unser erstes Triebwerkskonzept, das UF001, ist jetzt vollständig ausgestattet und ich freue mich wirklich darauf, es in der Postproduktion und bereit zum Testen zu sehen. Dies ist eine nachhaltigere Art des Reisens, nach der sich die Welt sehnt, insbesondere im Zuge des COVID-19-Ausbruchs.“ Es macht mich und unser Team auch sehr stolz, denn unsere Arbeit ist Teil der Lösung."

Herstellung von UltraFan ICC

Als Kernpartner für das Clean Sky 2-Projekt und die Herstellung des Ausstellungsmodells war GKN für die Konstruktion und Herstellung von ICC-Komponenten verantwortlich. Die Schlüsselstruktur ist so konzipiert, dass sie zwischen den Kompressorgehäusen positioniert wird, um die Wirbelstromlast auf die Motorgehäuse und den Schubmontagesitz zu übertragen. Während die meisten ICC-Komponenten mit herkömmlichen Gusstechniken hergestellt werden, werden einige der Befestigungsteile im 3D-Druckverfahren aus Metall hergestellt. Der Produktionsprozess umfasst auch neue Schweißmethoden auf der Grundlage von Computersimulationen, aerodynamisch optimierte Belüftungssysteme und akustische Eigenschaften sowie ein kürzeres Design des Hauptluftkanals. Der ICC-Komponentenentwicklungsprozess von GKN Aerospace wurde auch durch das von Vinnova und der Region Vastra Gotaland in Schweden gesponserte IND-Demo-Projekt unterstützt. Additive Fertigungstechnologien für Turbinenmotorkomponenten gewinnen auch in Entwicklungsprojekten wie dem Ultra Fan-Triebwerk an Bedeutung. Anfang des Jahres entwickelte das Energietechnologieunternehmen Siemens Energy eine neue digitale Reparaturkette, die sich auf neue Möglichkeiten für den 3D-Druck von Gasturbinenschaufeln konzentriert, die mit herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. Neben der Wartung der Schaufeln soll die Kette Verbesserungen und Upgrades bieten, insbesondere durch die Installation komplexer Kühlkanäle an der Schaufelspitze, um das Risiko von Rissen und Defekten im Bauteil zu verringern. Zwei weitere Unternehmen, GE Aviation und GE Additive, haben kürzlich ebenfalls erstmals vier neue 3D-gedruckte Teile für Gasturbinenmotoren vorgestellt. Tatsächlich verfügt GE bereits über einen Satz Gussformen zur Herstellung luftbetriebener Adapterkappen, aber als Kosten und Vorlaufzeit kritische Faktoren waren, war es naheliegend, seine Investitionen vom Gießen auf die additive Metallfertigung zu verlagern.