Wie werden Flugzeugtriebwerke hergestellt?

Bei der Herstellung von Düsen- oder Kolbentriebwerken für Flugzeuge werden Rohmaterialien in äußerst zuverlässige und präzise Maschinen umgewandelt. Sie erfordert den Einsatz einer breiten Palette hochfester Materialien. Die angewandten Fertigungsmethoden können sowohl konventionell als auch einzigartig sein.

Baumaterialien

Die meisten Flugzeugtriebwerke bestehen in erster Linie aus metallischen Komponenten. In den letzten Jahren wurden jedoch Kunststoffverbundwerkstoffe für bestimmte Teile eingeführt. Wo Festigkeit und geringes Gewicht erforderlich sind - in der Regel bei Strukturbauteilen, Triebwerksrahmen und Verdichtersektionen - werden verschiedene Aluminium- und Titanlegierungen verwendet. Andererseits werden für Teile, die eine hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit erfordern - in der Regel in den Brennkammer- und Turbinensektionen -, Hochtemperaturmetalle wie Kobalt-, Chrom- und Nickellegierungen verwendet. In den dazwischen liegenden Bereichen werden zahlreiche Stahllegierungen verwendet.

Fertigungsverfahren

Bei der Herstellung von Flugzeugtriebwerken werden praktisch alle bekannten Metallbe- und -verarbeitungsvorgänge eingesetzt. 

Dazu gehören:

• Warmumformung (für Schaufeln und Verdichterscheiben)
• Guss (für Strukturteile und Motorrahmen)
• Schleifen
• Wenden
• Räumen
• Bohren
• Scheren
• Millin
• Einfädeln
• Sägen
• Scheren
• Hartlöten
• Schweißen

Weitere Verfahren sind Galvanisieren, Metallveredelung (Chromatieren, Eloxieren usw.), thermisches Spritzen (Plasma- oder Flammspritzen) und Wärmebehandlung. Aufgrund der Härte und der hohen Festigkeit der verwendeten Legierungen, trotz ihrer ungeraden und komplexen Formen und genauen Toleranzen, ist eine strengere und anspruchsvollere Bearbeitung unumgänglich.

Metallbearbeitungsprozesse

Chemisches und elektrochemisches Fräsen, Elektronenstrahlschweißen, Laserbohren und Funkenerosion sind nur einige der besonderen Metallbearbeitungsverfahren, die bei der Herstellung von Flugzeugtriebwerken zum Einsatz kommen.

Elektrochemisches und chemisches Mahlen

Beim chemischen und elektrochemischen Fräsen wird Metall von großen Flächen so abgetragen, dass eine Kontur entsteht oder erhalten bleibt. Je nach Legierung werden die Teile in ein Laugen- oder Elektrolytbad oder eine hochkonzentrierte, kontrollierte Säure gelegt. Durch die elektrochemische oder chemische Reaktion wird das Metall abgetragen. Das chemische Fräsen wird häufig nach dem Schmieden von Tragflächen eingesetzt, um die Wandstärken in die Spezifikation zu bringen, ohne die Kontur zu zerstören.

Laserbohren und funkenerosive Bearbeitung

Diese Verfahren werden zur Herstellung komplizierter Konturen und Löcher mit kleinem Durchmesser in Hartmetallen eingesetzt. Die Brennkammer- und Turbinenkomponenten sind die üblichen Teile, in denen solche Löcher zu Kühlzwecken benötigt werden. Die thermomechanische Hochfrequenzwirkung der Funkenentladungen trägt zur Metallabtragung bei. Dieses Verfahren wird in einem dielektrischen Öl- oder Mineralbad durchgeführt.

Elektronenstrahlschweißen

Wenn tiefe Schweißnähte in schwer zugänglichen Geometrien erforderlich sind, wird das Elektronenstrahlschweißen eingesetzt. Ein fokussierter und beschleunigter Elektronenstrahl in einer Vakuumkammer erzeugt eine Schweißnaht. Das Werkstück, das von der kinetischen Energie der Elektronen getroffen wird, wird in Wärme zum Schweißen umgewandelt.

Inspektion und Prüfung

Die Zuverlässigkeit von Flugzeugtriebwerken wird durch eine Reihe von Prüf-, Inspektions- und Qualitätskontrollverfahren bestimmt, die während der Herstellung und am Endprodukt durchgeführt werden. Zu den üblichen Prüfverfahren gehören Ultraschall, fluoreszierendes Eindringverfahren, Röntgen und Magnetpulver. Diese Methoden werden zur Erkennung von Rissen oder inneren Mängeln in den Teilen eingesetzt. In den instrumentierten Prüfzellen werden die montierten Motoren vor der Auslieferung an den Kunden getestet.