Geometrie nach Bauraum
Das Gehäuse wird auf den verfügbaren Bauraum, die Luftführung und die Schnittstellen im Triebwerk ausgelegt, statt ein Standardteil anzupassen.
Fan-Gehäuse aus AlSi10Mg für ein Flugzeugtriebwerk
Ein Leichtbaugehäuse aus AlSi10Mg, das den Luftstrom im Fan-Bereich eines Flugzeugtriebwerks führt und stabilisiert. Im Metall-3D-Druck gefertigt und an den Anschlussflächen CNC-bearbeitet.
Wenn Luftführung und Gewicht zählen
Bei der Entwicklung eines Flugzeugtriebwerks muss die angesaugte Luft kontrolliert durch den Fan-Bereich geführt werden. Das Gehäuse umschliesst diesen Bereich und verbindet ihn mit den angrenzenden Triebwerkskomponenten. Seine Geometrie beeinflusst, wie die Luft durch das Triebwerk strömt und wie sich das Gehäuse in die gesamte Baugruppe einfügt.
Gleichzeitig muss das Bauteil den mechanischen Belastungen im vorgesehenen Einsatz standhalten und möglichst leicht bleiben. Geometrie, Wandstärken und Anschlussbereiche müssen deshalb auf die konkrete Triebwerkskonfiguration abgestimmt werden. Ein Standardgehäuse erfüllt diese Anforderungen nicht automatisch.
Hier kann ein Fan-Gehäuse aus dem Metall-3D-Druck helfen.
Die Lösung: ein additiv gefertigtes Fan-Gehäuse
Für die Anwendung wird ein Fan-Gehäuse aus der Aluminiumlegierung AlSi10Mg gefertigt. Der 3D-Druck ermöglicht es, die Bauteilgeometrie gezielt auf den verfügbaren Bauraum, die Luftführung und die erforderlichen Schnittstellen auszulegen.
Nach dem Druck wird das Gehäuse spannungsarmgeglüht und sandgestrahlt. Anschliessend werden relevante Bereiche durch CNC-Drehen und CNC-Fräsen fertigbearbeitet. So lassen sich die gedruckte Grundgeometrie und präzise bearbeitete Anschluss- und Funktionsflächen in einem Bauteil kombinieren.
Fertigung im Überblick
Das Fan-Gehäuse wurde additiv aus AlSi10Mg gefertigt. Anschliessend wurde es spannungsarmgeglüht, sandgestrahlt und an ausgewählten Flächen CNC-bearbeitet.
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Fertigungsdaten Werkstoff Schichtdicke Druckzeit Branche |
Nachbearbeitung
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Preis des gezeigten Fertigungsbeispiels: 900 €.
Der Preis für ein neues Projekt hängt unter anderem von Bauteilgeometrie, Stückzahl und gewünschter Nachbearbeitung ab.
Was das 3D-gedruckte Fan-Gehäuse ermöglicht
Leicht und belastbar
AlSi10Mg verbindet geringe Dichte mit guter Festigkeit. Wandstärken lassen sich gezielt an die mechanische Belastung im Einsatz anpassen.
Präzise Anschlussflächen
Nach dem Druck werden Anschluss- und Funktionsflächen CNC-gedreht und -gefräst. So passt das Gehäuse genau an die angrenzenden Triebwerkskomponenten.
Häufige Fragen zum Fan-Gehäuse
Wie glatt ist AlSi10Mg nach dem Druck?
Gedruckt und sandgestrahlt liegt die Rauheit als Richtwert bei Ra 5 bis 15 µm, je nach Ausrichtung der Fläche. Strömungs- und Dichtflächen, die glatter sein müssen, werden CNC-bearbeitet. Gefräste Flächen erreichen typischerweise Ra 0,8 bis 3,2 µm.
Welche Flächen sollte ich für die CNC-Bearbeitung kennzeichnen?
Alle Passungen, Dicht- und Anschlussflächen sowie Bohrungen mit engen Toleranzen. Am einfachsten geht das mit einer technischen Zeichnung zum 3D-Modell. Auf diesen Flächen wird beim Druck Aufmass vorgesehen, das danach abgetragen wird.
Eignet sich Metall-3D-Druck für zugelassene Luftfahrtteile?
Das gezeigte Fan-Gehäuse ist ein Entwicklungsbauteil. Für zugelassene Luftfahrtteile gelten Anforderungen an Werkstoff, Prozess und Dokumentation, die der Hersteller festlegt und qualifiziert. Für Prototypen, Prüfstandsteile und Entwicklungsmuster eignet sich der Metall-3D-Druck besonders, weil Varianten schnell und ohne Werkzeug entstehen.
Mehr dazu: 3D-Druck für die Luft- und Raumfahrt
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Onur Yildirim
Head of Sales Additive Manufacturing
Fislisbach, Schweiz