Leichtbau aus Dresden

Faserverbund-Laufrad gewinnt AVK-Preis

Im Rahmen des International Composites Congress 2018 wurde ein Radiallaufrad in modularer Metall-Faserverbund-Bauweise mit dem AVK-Preis ausgezeichnet.

Laufrad als leichte Hybridkonstruktion vor dem Prüfstand. © TUD/ILK

Entwickelt wurde es am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden gemeinsam mit der Forschungsvereinigung für Luft- und Trocknungstechnik (FLT).

Das Laufrad habe in Belastungsversuchen bessere Leistungswerte als ein vergleichbares Laufrad in Metallbauweise erzielen. Bei den am ILK durchgeführten Schleuderversuchen wurde bei der maximalen Drehzahl von 10.266min-1 eine Umfangsgeschwindigkeit von 543 m/s erreicht. Dies entspreche etwa einer Verdoppelung der maximalen Drehzahl gegenüber dem Referenzbauteil.

Auf Grund der geringeren Bauteilmasse ist die Beanspruchung kleiner. Dies und die hohe Festigkeit der Faserverbundwerkstoffe erlauben eine deutliche Drehzahlsteigerung. Die Kombination mit metallischen Bauelementen, etwa für den Wellenanschluss oder Verbindungselemente zur Lasteinleitung, führen zur Umsetzung als hybride Metall-Faserverbund-Bauweisen (MFB). Sie biete hinsichtlich Leistungsdichte, Robustheit und Lebensdauer gegenüber konventionellen Lösungen erhebliche Vorteile.

Modulare MFB ermöglichen zudem den Bau mehrteiliger Laufräder, wodurch deutliche Verbesserungen hinsichtlich Herstellungskosten und Wartung möglich sind. Dank modularer Bauweise lassen sich Laufräder realisieren, die unter – für monolithische Bauweisen – kritischen, thermomedialen Bedingungen hohe Umfangsgeschwindigkeiten über einen langen Betriebszeitraum erlauben und schon bei geringen Stückzahlen eine wirtschaftliche Fertigung ermöglichen. Die vielversprechenden Ergebnisse der Machbarkeitsstudie werden die ILK-Wissenschaftler in einem Anschlussprojekt weiterverfolgen.

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