Entwicklungvon Fertigungsverfahren zur lokalen Strukturierung, Charakterisierung der Oberflächen und experimentelle Bewertung der Verlustminderung, Untersuchung des Verschmutzungsverhaltens, Vorbereitung der Übertragung auf 3-D Verdichterprofile, Untersuchung des Einflusses von Riblets auf Transition und Ablösung

• Applicant: Dr. Rainer Kling
• Subject Area: Production Automation and Assembly Technology
• Term: from 2007 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 36924881

Gemeinsames Projektziel ist es, die wissenschaftlichen Grundlagen dafür zu schaffen, die industrielle Herstellbarkeit und aerodynamische Wirksamkeit von Riblets auf Verdichterschaufeln zu erreichen und ganzheitlich darzustellen.Als Erweiterung der bisherigen Iterationsstufen soll, als Beitrag des LZH zum Gesamtvorhaben, neben variablen, lokal angepassten Ribletgeometrien erstmals auch die Orientierung der Stegstrukturen relativ zur Anströmrichtung angepasst, und auf 3D-Schaufeln auf der Saug- und Druckseite aufgebracht werden. Der Einsatz innovativer Strahlformungsmethoden führt dabei zu einer massiven Prozessparallelisierung. Dies ermöglicht das konsequente Ausnutzen der verfügbaren Laserleistung bei hohen Repetitionsraten und das Erreichen industrierelevanter Flächenleistungen. Die eigenständige wissenschaftliche Zielsetzung des LZH stellt das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Laserpuls und Metalloberfläche in Form der Quantifizierung akkumulierter, auf hohen Repetitionsraten (einige 100 kHz) basierender, Wärme dar. Hierfür sind Grundlagenuntersuchungen zur pyrometrischen Erfassung der im Bauteil gespeicherten Wärme für definierte örtliche und zeitliche Pulsabstände vorgesehen. Mittels analytischer Betrachtung auf Basis des Zwei-Temperatur-Modells (ZTM) unter Verwendung von Sublimationsenthalpien, Kopplungskonstanten und Relaxationszeiten ist es möglich, anschließend die experimentellen Messwerte mit analytischen Daten zu vergleichen. Dadurch kann das etablierte ZTM vom Einzelpuls- zum Multipulsmodell erweitert, und neben der Fertigung von Riblets auch für die Anwendung auf weitere Abtragsprozesse mit hohen Repetitionsraten angepasst werden.

• DFG Programme: Research Grants