MTU adaptiert Bürstendichtungs-Know-how zur Fertigung von Raumfahrt-Komponenten

MTU-Schlüsseltechnologie ermöglicht effizienten 3D-Druck von extrem dünnwandigen Raumfahrtbauteilen.

MTU-Schlüsseltechnologie ermöglicht effizienten 3D-Druck von extrem dünnwandigen Raumfahrtbauteilen (© MTU Aero Engines AG)

Deutschlands führender Triebwerkshersteller MTU Aero Engines arbeitet seit Jahren an sogenannten Bürstendichtungen, die in Form von tausenden millimeterbruchteildünnen Drähten sehr flexible Dichtungen für Triebwerke sowie Industriegasturbinen, Dampfturbinen und weitere industrielle Anwendungen bilden. Geschickt geformt passen sie sich nahezu perfekt an die abzudichtenden Flächen an – und sind dennoch hochrobust und temperaturbeständig.

„Im Vergleich zu konventionellen Labyrinthdichtungen verringern Bürstendichtungen Leckagen um bis zu 90 Prozent“, ordnet Benjamin Großkurth, Leiter Bürstendichtungen, MTU Aero Engines, ein. „Weniger Leckagen führen zu einem höheren Gesamtwirkungsgrad einer Anlage – und der wiederum bedeutet eine verbesserte Ökoeffizienz in Form von weniger Kraftstoff- und CO2-Verbrauch“.

Seit Kurzem kommt die Technologie nicht mehr nur als originäre Dichtung zum Einsatz – sondern auch als Spezialwerkzeug in der 3D-Fertigung, z.B. bei der Herstellung von extrem dünnwandigen Raumfahrtbauteilen bei der Münchner Ariane Group GmbH. Traditionell tragen Beschichterklingen hauchdünne Pulverschichten auf Bauplattformen auf. Ein starker Laser schmilzt das Material exakt an jenen Stellen zusammen, die ihm die computergenerierten Bauteil-Konstruktionsdaten vorgeben. So wächst das Bauteil Schicht für Schicht von unten nach oben, je nach Anwendung in Schritten von wenigen Mikrometern. Mit ihren oft innenliegenden Strukturen sind die Raumfahrtteile jedoch so hochkomplex, dass selbst die ausgeklügelte 3D-Drucktechnik an ihre Grenzen stieß. 

Die Idee entstand bei den MTU-Entwicklern, ihre Bürstendichtungstechnologie für die Anwendung als „weiche“ Beschichterklinge in 3D-Druckmaschinen zu übertragen: Robust genug, um das Materialpulver hauchdünn aufzutragen – aber ausreichend flexibel, um bei Bauteilkontakten nicht abzubrechen. Im Kern entspricht sie einer Bürstendichtung. Die Schnittstellen an den Enden sind maßgeschneidert angepasst für die jeweiligen Druckmaschinen. „Diese neue Technologie ermöglicht deutlich weniger Prozessabrüche und Ausschussbauteile – wir gewinnen durch die Bürstendichtungen von MTU wertvolle Produktionszeit,“ erklärt Ariane-Produktionsingenieur Dr. Fabian Riss. Mittlerweile befindet sich die Klinge im Serieneinsatz. 

Erfahrung für derartige Aufgaben ist bei Deutschlands führendem Triebwerkshersteller reichlich vorhanden: Seit Jahren schon adaptieren die Entwickler ihre Dichtungsexpertise für Anwendungen in beispielsweise Pumpen, Werkzeug- und Sondermaschinen, Schiffsbau oder Kohlemühlen. Andererseits verfügt die MTU über einen Entwicklungs- und Produktionsbereich für die additive Fertigung von Triebwerksteilen. Beispielsweise, um Boroskopaugen für die Getriebefan-Triebwerksfamilie herzustellen.

Die MTU Aero Engines präsentiert sich auf der Augsburger Fachmesse „Experience Additive Manufacturing“ vom 24. bis 26. September in Halle 01, Stand F400.

Über die MTU Aero Engines
Die MTU Aero Engines AG ist Deutschlands führender Triebwerkshersteller. Die Kernkompetenzen der MTU liegen bei Niederdruckturbinen, Hochdruckverdichtern, Turbinenzwischengehäusen sowie Herstell- und Reparaturverfahren. Im zivilen Neugeschäft spielt das Unternehmen eine Schlüsselrolle mit der Entwicklung, Fertigung und dem Vertrieb von Hightech-Komponenten im Rahmen internationaler Partnerschaften. MTU-Bauteile kommen bei einem Drittel der weltweiten Verkehrsflugzeuge zum Einsatz. Im Bereich der zivilen Instandhaltung zählt das Unternehmen zu den Top 5 der weltweiten Dienstleister für Luftfahrtantriebe und Industriegasturbinen. Die Aktivitäten sind unter dem Dach der MTU Maintenance zusammengefasst. Auf dem militärischen Gebiet ist die MTU Aero Engines der Systempartner für fast alle Luftfahrtantriebe der Bundeswehr. Die MTU unterhält Standorte weltweit; Unternehmenssitz ist München. Im Geschäftsjahr 2018 haben rund 10.000 Mitarbeiter einen Umsatz in Höhe von rund 4,6 Milliarden Euro erwirtschaftet.

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