Fertigung der Schaufeloberflächen durch Schleifen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2004 to 2007
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5432366

Ein Großteil der Verluste in einer Strömungsmaschine entstehen durch Reibung zwischen dem Fluid und den umströmten Oberflächen. Diese Verluste können durch in Strömungsrichtung ausgebildete Rippen, sog. Riblets, deutlich reduziert werden. Die Riblets verringern die laterale Schwankungsbewegung in der viskosen Unterschicht der turbulenten Grenzschicht und damit auch den Impulsverlust. Verschiedene Untersuchungen mit Riblets auf Verdichterprofilen haben zu ähnlichen Ergebnissen geführt, doch sind die Ergebnisse nicht eindeutig und die verwendeten, aufgeklebten Riblets aufgrund ihrer hohen Fertigungskosten und mangelnden Standzeit ausschließlich unter Laborbedingungen nutzbar. Mit dem beantragten Vorhaben sollen die Grundlagen geschaffen werden, die erforderlichen kleinskaligen, funktionalen Oberflächenstrukturen unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten herzustellen. Der Einsatz von Schleifverfahren erscheint besonders geeignet, da bei gezielter Mikrostrukturierung des Schleifbelages, Riblets prozessschrittintegriert gefertigt werden können. Hierfür ist die Erforschung der Möglichkeiten der Werkzeuggenerierung und der Anpassung der Stellgrößen des Prozesses zu Erzeugung der entstehende Oberflächenmikrostruktur unabdingbar, damit Vorhersagen über die entstehende Ribletgröße und -form möglich sind. Da mit den verwendeten Fertigungsverfahren keine geometrisch "idealen Riblets" erzeugt werden können, bedarf die geschaffene Oberflächenstruktur der Charakterisierung auf Riblet-Ähnlichkeit und der strömungstechnischen Vermessung zur Verifizierung der Charakterisierungsparameter. Zur Umsetzung des beantragten Vorhabens ist eine fachübergreifende enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Mess- und Regelungstechnik (imr), des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie dem Institut für Strömungsmaschinen (Ifs) der Universität Hannover erforderlich.

• DFG Programme: Research Grants