Leading Technology Roadmap

Der Fortschritt im Triebwerksbau beruht im Wesentlichen auf zwei physikalischen Stellgrößen: Vortriebs- und thermischer Wirkungsgrad sowie Gewicht und Zuverlässigkeit. Die Entwicklungsarbeit der MTU zielt auf alle diese Stellgrößen ab.

Damit optimiert sie Kraftstoffverbrauch, reduziert Schadstoff- und Lärmemissionen und senkt Fertigungs- und Instandhaltungskosten. Die Leading Technology Roadmap – rund 150 Technologieprojekte laufen derzeit parallel – definiert den Fahrplan bis zum Jahr 2030. Im Mittelpunkt stehen die Weiterentwicklung und Optimierung der MTU-Komponenten Hochdruckverdichter, schnelllaufende Niederdruckturbine und Turbinenzwischengehäuse. Schlüsseltechnologien sind neben neuen und leichten Hochtemperaturwerkstoffen, additive Fertigungsverfahren, die virtuelle Triebwerksauslegung und neuartige Fertigungskonzepte. Entwicklungen, die über das Jahr 2030 hinausreichen, hält die MTU in Leitkonzepten fest.

Hochtemperaturwerkstoffe

Materialien für Triebwerke der nächsten Generation müssen leicht und hitzeresistent sein. Für zehn Prozent weniger Gewicht und mehrere 100 Grad höhere Temperaturen sind nur die besten Metalle und ganz neue Werkstoffklassen geeignet. Die MTU verfügt über eine ausgezeichnete Basis für Hochtemperaturwerkstoffentwicklungen bis zur Serie. Im Fokus stehen Intermetalle sowie keramische Verbundstoffe.

Additive Fertigung

Additive Verfahren – der industrielle 3D-Druck – erobern eine Wirtschaftsbranche nach der anderen. Im Triebwerksbau ist der MTU ein Durchbruch gelungen: Als eines der ersten Unternehmen stellt sie Serienbauteile her und fertigt per selektivem Laserschmelzverfahren (Selective Laser Melting, SLM) Boroskopaugen für den A320neo-Getriebefan.

Beim SLM-Verfahren wird das 3D-Modell eines Bauteils am Rechner in einzelne Schichten zerlegt. Ein Laser baut sie schließlich Schicht für Schicht aus einem pulverförmigen Ausgangsmaterial auf. Mit geringem Material- und Werkzeugeinsatz werden nun komplexe Bauteile produzierbar, die bislang nicht oder nur sehr aufwendig gefertigt werden konnten. Gleichzeitig sinken Entwicklungs-, Fertigungs- und Lieferzeiten.

In ihren Technologieprojekten und -programmen entwickelt die MTU die additiven Verfahren mit hoher Priorität weiter: Neben neuen Designs stehen auch neue Werkstoffe sowie Bauteile im Mittelpunkt, denkbar sind etwa Lagergehäuse, Halterungen und Streben. Im Rahmen des größten europäischen Technologieprogramms, Clean Sky, arbeitet die MTU etwa an einem additiv gefertigten Dichtungsträger: Der Innenring mit integralen Honigwaben soll im Hochdruckverdichter verbaut werden und das Gewicht deutlich reduzieren.

Virtuelle Auslegung und Fertigung

Im Sinne der Industrie 4.0 rollt die MTU die Digitalisierung quer durch das Unternehmen aus. Langfristig will sie alle Bereiche der Wertschöpfungskette – angefangen von der Produktentwicklung über die Fertigung bis hin zur Instandhaltung – miteinander vernetzt und virtuell abbilden. So lassen sich immer komplexere Produkte immer schneller und effizienter entwickeln und fertigen. Simulationsverfahren zur Werkstoffentwicklung und Fertigung ersetzen dabei zusehends kosten- und zeitaufwändige Versuchsreihen.

Mit ihrem Ansatz des Life Cycle Engineerings zielt die MTU auf die digitale Durchgängigkeit ihres Engineerings ab: Parallel zu den realen Bauteilen schafft sie einen digitalen Zwilling, in dem alle Daten aus Entwicklung und komplettem Bauteillebensverlauf einfließen. Eine „digitale Fabrik“ kombiniert sämtliche Technologien, Fertigungsprozesse und Werkzeugentwicklungen – aber auch alle Wertströme – zu einer intelligent vernetzten Produktion.