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SFB 871: Regeneration komplexer Investitionsgüter
Fachliche Zuordnung
Maschinenbau und Produktionstechnik
Bauwesen und Architektur
Informatik, System- und Elektrotechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Sozial- und Verhaltenswissenschaften
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Bauwesen und Architektur
Informatik, System- und Elektrotechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Sozial- und Verhaltenswissenschaften
Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
Förderung
Förderung von 2010 bis 2021
Webseite
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Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 119193472
Der SFB 871 „Regeneration komplexer Investitionsgüter“ erarbeitet wissenschaftliche Grundlagen für die Instandsetzung komplexer Investitionsgüter. Ziel ist es, möglichst viele Komponenten des betreffenden Gesamtsystems so zu erhalten oder aufzuarbeiten, dass die funktionalen Eigenschaften des Investitions-guts wiederhergestellt („regeneriert“) und wo möglich sogar verbessert werden. Als gemeinsames Beispiel für ein solches komplexes Investitionsgut hat sich der SFB 871 schon zur Beantragung der 1. Förderperiode ein Turbofan-Triebwerk aus der zivilen Luftfahrt ausgewählt. Bei diesen Ma-schinen sind alle beteiligten ingenieurwissenschaftlichen Disziplinen bis an die Grenzen der physikalischen Kenntnisse und der Auslegungsmethoden gefordert. Dies gilt sowohl für die rechnerischen Nachweise der Funktionsfähigkeit der regenerierten Komponenten und für die Berechnung der Auswirkungen der Regenera-tion auf die Erreichung der technisch-wirtschaftlichen Ziele (z.B. spezifischer Kerosinverbrauch oder Restlebensdauer der Komponenten) als auch für die werkstoffwissenschaftlichen und fertigungstechnischen Herausforderungen der Regeneration. Der innovative Ansatz des SFB 871 geht auch insofern über den Stand der Technik und Wissenschaft hin-aus als nicht nur einzelne Reparaturprozesse verbessert werden, sondern auch systematisch die Hand-lungsoptionen abgewogen werden. Dies betrifft die Entscheidung, ob ein betriebsbeanspruchtes Bauteil so weiter verwendet werden soll, wie es ist, ob es verschrottet und durch ein Ersatzteil ersetzt werden soll oder ob und ggf. wie es repariert werden soll. Hierfür ist einerseits die Bewertung der Handlungsoptionen nach funktionalen Kriterien erforderlich, um abzuschätzen, wie gut die funktionalen Zielvorgaben erreicht werden. Hierfür ist andererseits aber auch die Bewertung der Aufwendungen für die durchzuführende Reparatur er-forderlich. Für diese Entscheidungen und für die betrachteten Regenerationsprozesse wurden exemplarisch einige Komponenten (1. Förderperiode: Hochdruck-Turbinenschaufel; 2. Förderperiode: Verdichter-Blisk) und solche Regenerationsverfahren ausgewählt, die sowohl für die Regeneration technisch relevant sind als auch wissenschaftlich eine Herausforderung darstellen. In der 3. Förderperiode rücken die Auswirkungen der Regeneration auf das Gesamtsystem sowie die Optimierung der Regenerationsprozesse in den Fokus. Die Übertragung der erarbeiteten wissenschaftlichen Grundlagen auf andere komplexe Investitionsgüter – Transformatoren, stationäre Gasturbinen für Kraftwerke und Windenergieanlagen – kann bereits gezeigt werden. Der Transfer erfolgt im Rahmen von Transferprojekten sowie im Rahmen von Projekten, die aus dem SFB abgeleitet wurden, aber außerhalb der DFG-Förderung z.B. vom BMWi oder der Wirtschaft finanziert wurden.
DFG-Verfahren
Sonderforschungsbereiche
Laufende Projekte
- T06 - Hybride Prozessplanung für die Reparatur von Turbinenschaufeln (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T07 - Steuerung der Mikrostruktur von Titan Grade 5 durch Zugabe von Impf- und Flussmittel unter Steuerung der Abkühlrate beim Wire-and-Arc-Additive-Manufacturing (Teilprojektleiter Hassel, Thomas ; Maier, Hans Jürgen )
- T08 - Berücksichtigung regenerationsbedingter aeroelastischer Veränderungen in Turbinen von Flugtriebwerken in der Auslegung (Teilprojektleiter Seume, Jörg )
- T09 - Nichtlineare Aeroelastik und transiente Multiresonanzen (Teilprojektleiter Panning-von Scheidt, Lars ; Seume, Jörg ; Wallaschek, Jörg )
- T11 - Logistikorientiertes Ersatzteilmanagement für die Regeneration von Flugzeugtriebwerken (Teilprojektleiter Nyhuis, Peter )
- T12 - Simulation komplexer Oberflächen mit nicht-körperkonformer Diskretisierung (SOD) (Teilprojektleiter Seume, Jörg )
- T13 - Kompensation von Bahnfehlern bei dynamischen Bewegungen in Werkzeugmaschinen mit elektromagnetischer Linearführung (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T14 - 3D-Endoskopie und Schadensdetektion in schmalen Bauräumen (Teilprojektleiter Kästner, Markus ; Reithmeier, Eduard )
- T16 - Strategien für die piezoaktorisch unterstützte Demontage von Schraubverbindungen (Teilprojektleiterin Raatz, Annika )
- T17 - Erhöhung der Lebensdauer der Outer Air Seal Beschichtung in der Hochdruckturbine durch die Entwicklung einer neuen Haftvermittlerschicht und deren Applikation durch Thermisches Spritzen (Teilprojektleiter Maier, Hans Jürgen )
- T19 - Intelligente Unterstützung der Lebensdauervorhersage (Teilprojektleiter Friedrichs, Jens ; Seume, Jörg )
- T20 - Werkstoffbezogene Prozessauslegung für das 5-Achs-Fräsen komplexer Investitionsgüter (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T21 - Hybride Gas-Pfad-Analyse mit physikalischen und probabilistischen Modellen unter Berücksichtigung von Aerosolen (Teilprojektleiter Friedrichs, Jens )
- T22 - Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen hochbeanspruchter Kalanderwalzen (Teilprojektleiter Maier, Hans Jürgen )
- T23 - Multiskalige Rissregeneration – Applikation von selektivem, einkristallinen Reparaturschweißen auf Hochdruckturbinenschaufeln (Teilprojektleiter Kaierle, Stefan ; Wesling, Volker )
Abgeschlossene Projekte
- A01 - Zerstörungsfreie Charakterisierung von Beschichtungen und Werkstoffzuständen hochbeanspruchter Triebwerksbauteile (Teilprojektleiter Maier, Hans Jürgen )
- A02 - Multiskalige Messung von Schaufelgeometrien mittels robotergestützter, laserpositionierter Multisensortechnik (Teilprojektleiter Kästner, Markus ; Reithmeier, Eduard )
- A03 - Zustandsbeurteilung eines Triebwerks durch Analyse des Abgasstrahls (Teilprojektleiter Seume, Jörg )
- A04 - Einfluss von Störungen in der Brennkammer auf den Abgasstrahl (Teilprojektleiter Dinkelacker, Friedrich )
- A05 - Anpassungsfähige und bauteilschonende Demontage im Regenerationspfad (Teilprojektleiterin Raatz, Annika )
- A06 - Effekt der Ausmischung auf die Signaturen von Brennerstörungen (Teilprojektleiter Dinkelacker, Friedrich )
- B01 - Endkonturnahe Turbinenschaufelreparatur durch füge- und beschichtungstechnische Hybridprozesse (Teilprojektleiter Maier, Hans Jürgen ; Möhwald, Kai )
- B02 - Geschickte Reparaturzelle (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- B03 - Einfluss komplexer Oberflächenstrukturen auf das aerodynamische Verlustverhalten von Beschaufelungen (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Herbst, Florian ; Mulleners, Karen ; Seume, Jörg )
- B04 - Schwingungs- und Festigkeitsverhalten von Bauteilen mit regenerationsbedingten Imperfektionen und Eigenspannungen (Teilprojektleiter Rolfes, Raimund )
- B05 - Einkristallines Laserstrahlschweißen (Teilprojektleiter Kaierle, Stefan ; Wesling, Volker )
- B06 - Lichtbogenprozesse für Reparaturschweißverfahren an Hochleistungsbauteilen aus Titanlegierungen (Teilprojektleiter Hassel, Thomas ; Maier, Hans Jürgen )
- C01 - Simulationsbasierte Prozessauslegung spanender Rekonturierungstechnologien (Teilprojektleiter Böß, Volker ; Denkena, Berend )
- C02 - Schnelle Prüfung komplexer Geometrien mittels inverser Streifenprojektion (Teilprojektleiter Pösch, Andreas ; Reithmeier, Eduard )
- C03 - Einfluss des regenerationsbedingten Mistunings auf die Dynamik gekoppelter Bauteile (Teilprojektleiter Panning-von Scheidt, Lars ; Wallaschek, Jörg )
- C04 - Regenerationsbedingte Varianz aeroelastischer Eigenschaften von Turbinenschaufeln (Teilprojektleiter Seume, Jörg )
- C05 - Vorhersage von Risswachstum und Dauerfestigkeit von reparierten Bauteilen (Teilprojektleiter Löhnert, Stefan ; Wriggers, Peter )
- C06 - Einfluss des regenerationsbedingten Mistunings auf die Aeroelastik mehrstufiger Axialverdichter (Teilprojektleiter Panning-von Scheidt, Lars ; Seume, Jörg ; Wallaschek, Jörg )
- D01 - Modellierung von Regenerationslieferketten (Teilprojektleiter Nyhuis, Peter )
- D03 - Auswahl effizienter Regenerationsmodi für verschiedene Kundengeschäftsmodelle (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Helber, Stefan ; Kellenbrink, Carolin )
- D04 - Aerodynamischer Einfluss gekoppelter Geometrievarianzen (Teilprojektleiter Friedrichs, Jens )
- D05 - Resilienzbasierte Entscheidungskriterien für optimale Regeneration (Teilprojektleiter Beer, Michael ; Broggi, Matteo )
- D06 - Wechselwirkung von kombinierten Baugruppen-Varianzen und Einfluss auf das Gesamtsystemverhalten (Teilprojektleiter Friedrichs, Jens )
- S - Systemdemonstrator für den virtuellen und realen Regenerationsprozess (Teilprojektleiter Denkena, Berend ; Seume, Jörg )
- T01 - Magnetisch gelagerte Rundachse zum Einsatz in der Produktregeneration (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T03 - Kapazitätsplanung und Angebotskalkulation mittels Data Mining in der Regeneration von Transformatoren (Teilprojektleiter Nyhuis, Peter )
- T04 - Automatisierte Rekonturierung von Fan Blades (Teilprojektleiter Denkena, Berend )
- T05 - Applikation von einkristallinem Reparaturschweißen auf Hochdruckturbinenleit- und -laufschaufeln (Teilprojektleiter Kaierle, Stefan ; Wesling, Volker )
- Z - Zentrale Aufgaben des Sonderforschungsbereichs (Teilprojektleiter Denkena, Berend ; Seume, Jörg )
- Ö - Zielgruppenorientierte Öffentlichkeitsarbeit (Teilprojektleiter Seume, Jörg )
Antragstellende Institution
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Beteiligte Hochschule
Technische Universität Braunschweig
Beteiligte Institution
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Sprecher
Professor Dr.-Ing. Jörg Seume