Funkenerosion für mechanisch hochbelastete Titanstrukturbauteile – Produktlebensdauer und Ausfallwahrscheinlichkeit unter den charakteristischen Einsatzbedingungen der Raumfahrt (EDMTiSpace)

 

Für die Herstellung von filigranen Komponenten mit hohem Aspektverhältnis bietet die Drahtfunkenerosion als kontaktloses Fertigungsverfahren in der Raumfahrttechnik großes Potential. Die durch das thermische Abtragprinzip induzierte Schädigung der Bauteilrandzone stellt jedoch eine Schwächung des Bauteils gegenüber schwingender Belastung dar, weshalb die Funkenerosion als Fertigungsverfahren heutzutage üblicherweise nicht ohne zusätzliche Nachbearbeitung eingesetzt wird. Durch die Weiterentwicklung der Generatortechnik in den letzten Jahren konnte die Randzonenschädigung allerdings erheblich reduziert werden. In den vorliegenden Untersuchungen konnte umfangreiches Wissen zum dynamischen Bauteilverhalten von drahtfunkenerodierten Titanwerkstoffen sowohl im Zeitfestigkeits- als auch im Dauerfestigkeitsbereich erarbeitet werden. Es konnte insbesondere aufgezeigt werden, welche Möglichkeiten und Grenzen durch neueste Generatortechnologie der Drahtfunkenerosion aktuell – im Vergleich zur etablierten Fräs-/Beizfertigung – gegeben sind. Hierbei wurde insbesondere auch zwischen der Verwendung von industriellen Standard- als auch von individuell optimierten Bearbeitungstechnologien unterschieden. Weiterhin konnten notwendige Spezifikationen zur Prozessauslegung zum Erzielen einer konstanten Bauteilfunktionalität bei gleicher Oberflächenqualität der erodierten Bauteile qualitativ abgeleitet werden. Die konkreten Ergebnisse – gerade im Zeitfestigkeitsbereich – können nun zur individuellen Lebensdauerberechnung ausschließlich drahterodierter Bauteile für den Raumfahrtbereich verwendet werden. Gleichzeitig können die Erkenntnisse zur bauteilfunktionsabhängigen Prozessgestaltung von Drahterosionsprozessen auf andere Einsatzgebiete wie beispielsweise den Werkzeug- und Formenbau sowie die Feinwerktechnik aber auch den Triebwerksbau (Luftfahrt und Energietechnik) übertragen werden, so dass auch ein zukünftiger Technologietransfer sichergestellt ist.

Weitere Informationen finden Sie auf der Internetseite des Forschungsvorhabens.