Leading Technology Roadmap

Leading Technology Roadmap

In ihrer Leading Technology Roadmap hat die MTU ihren Fahrplan festgelegt – zivil und militärisch: Es geht um die Weiterentwicklung und Optimierung der MTU-Komponenten Hochdruckverdichter, schnelllaufende Niederdruckturbine und Turbinenzwischengehäuse. Schlüsseltechnologien sind neue leichte Hochtemperaturwerkstoffe, additive Herstellverfahren sowie virtuelle Auslegung und Fertigung. Rund 150 Technologieprojekte wurden definiert.

Unsere Technologie-Roadmap hat zwei Stoßrichtungen:

  • erstens: die evolutionäre Weiterentwicklung der Gasturbine auf Basis des GTFs kombiniert mit revolutionären Antriebskonzepten, die den Kreisprozess deutlich verbessern und sämtliche Emissionen weitreichend reduzieren.
  • zweitens: eine möglichst vollständige Elektrifizierung des Antriebsstrangs, um im Flug maximal emissionsfrei zu sein. Von allen betrachten Konzepten, setzt sich hier für uns die Wandlung von Wasserstoff in Strom mit Hilfe einer Brennstoffzelle durch. Wir nennen unser Konzept Flying Fuel Cell.

Robuste Hochtemperaturwerkstoffe

Die neuen Materialien für die Triebwerke der nächsten Generation müssen leicht, extrem hitzeresistent und robust gegenüber Umwelteinflüssen sein. Sie sollen bis zu dreißig Prozent leichter sein und mehrere 100 Grad höhere Betriebstempera-turen aushalten. Gefragt sind nur die besten Metalle der letzten Generation sowie ganz neue Werkstoffklassen. Im Fokus haben wir Intermetalle, pulvermetallurgisch hergestellte Werkstoffe sowie keramische Verbundstoffe für die Herstellung von Turbinenschaufeln, -scheiben und -gehäusen.

 

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

Unser Ziel ist es, die Digitalisierung in den Bereichen Entwicklung, Werkstofftechnik, Fertigung und Instandhaltung auszuweiten. Langfristig wollen wir die komplette Wertschöpfungskette untereinander und miteinander vernetzen und virtuell abbilden. Dadurch sollen Entwicklung und Herstellung immer komplexerer Produkte schneller und effizienter werden.

ICM2E (Integrated Computational Materials & Manufacturing Engineering) ist der Einsatz von Simulationsverfahren zur Werkstoffentwicklung und Fertigung, um auf kostspielige und zeitaufwändige Versuchsreihen zu verzichten. Life Cycle Engineering soll eine digitale Durchgängigkeit im Engineering erreichen (Stichwort: Virtual Engine / Digitale Produktentwicklung). Dabei entsteht parallel zu den realen Bauteilen jeweils ein digitaler Zwilling, in dem alle Daten aus der kompletten Wertschöpfung von der Entwicklung bis zur Instandhaltung einfließen.

Um die Digitalisierung in der Luftfahrt weiter voranzutreiben hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) vier neue Forschungsinstitute gegründet – eines davon ist das das DLR-Institut für Test und Simulation für Gasturbinen (SG) in Augsburg. In seinem Mittelpunkt steht das Virtuelle Triebwerk. Die MTU ist an dieser einzigartigen Forschungseinrichtung als Ideenstifter und Partner beteiligt. Technologien zur intelligent vernetzten Produktion und zum Engineering sind unter der digitalen Fabrik zusammengefasst. Hier geht es um die Simulation von Fertigungsprozessen und Werkzeugentwicklungen aber auch aller Wertströme.