Erkundung der Materialien und Fertigung von Düsenringen

Die Düsenringe gehören zu den wichtigsten Teilen in Strahltriebwerken. Sie haben ihre eigene Bedeutung, wenn es um den Betrieb des Motors geht. Diese Ringe bestehen aus einer Vielzahl von Materialien, die gemeinsam arbeiten, um den Weg zu regulieren, den Luft und Treibstoff durch Ihren Motor nehmen. Sie beeinflussen die Leistung und den Betriebsausgleich der Motoren direkt.

Es handelte sich um die Mehrschicht-Metallbauweise eines Düsenrings. Die Außenhaut ist oft eine metallische Beschichtung, wie zum Beispiel Titan oder Nickel. Diese Metalle werden ausgewählt, da sie problemlos extrem hohe Temperaturen aushalten können, wenn der Triebwerksstrahl auftritt. Dies ist entscheidend, da das Triebwerk während des Fluges sehr heiß wird. Keramikmaterialien, wie z.B. Siliziumcarbid, werden als Innereschicht des Düsenrings verwendet. Das Innere nutzt neu entwickelte Klassen von hochwertigen Keramiken, da diese nicht leicht abnutzen und somit erheblich zur Verlängerung der Lebensdauer des Düsenrings beitragen.

Fertigung von Düsenringen

Die Herstellung von Düsenringen bei O.B.T ist ein sehr komplexer Prozess mit vielen detaillierten Schritten. Diese Schritte umfassen Guss, Bearbeitung und Verklebung. Jeder einzelne dieser Schritte ist sehr zeitaufwendig und muss genau richtig ausgeführt werden, damit das Endprodukt so wird, wie wir es uns wünschen.

Der Düsenring wird innerhalb eines speziell dafür entwickelten Gusses gebildet, wenn flüssiges Metall bei hohen Temperaturen in ihn fließt während des Gießvorgangs. Tatsächlich muss dieser Guss mit äußerster Sorgfalt hergestellt werden. Ein falscher Guss führt zu einem ungenauen Düsenring am Ende, der nicht in der erforderlichen Form und Größe für die Verwendung im Motor entstanden ist. Mängel aufgrund schlechter Gussqualität können auftreten und dies würde die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen, wie gut die Turbo-Ladepumpe-Düsenringe funktionieren.

Verwendung neuer Materialien

Hersteller von Strahltriebwerken suchen ständig nach Wegen, die Leistung ihrer Motoren zu verbessern. Sie erreichen dies durch die Nutzung neuer Materialien im Fertigungsprozess der Düseninge. Kürzlich haben Unternehmen zudem begonnen, Siliciumnitrid (Keramik) zu verwenden, zusätzlich zu den traditionell eingesetzten Materialien wie Siliciumcarbid.

Es gibt viele Vorteile, die Siliciumnitrid bietet, wie seine Stärke und seine bessere Verschleißfestigkeit im Vergleich zu dem brüchigen Siliciumcarbid. Somit können die Düsenringe aus Siliciumnitrid hohe Temperaturen aushalten und haben auch eine längere Lebensdauer während des Betriebs. Die neuen Materialien können verwendet werden, um Düsenring im Turbolader , welche dazu beitragen, die Leistung und Effizienz von Strahltriebwerken zu verbessern.

3D-Druck für Düsenringe

3D-Druck, auch als additive Fertigung bekannt, hat die Herstellung von Düsenringen weiter revolutioniert. Er ist auch Teil einer neuen Technologie, die den Bereich der Düsenringherstellung grundlegend verändert. 3D-Druck ist eine schnelle Produktionsmethode, die es erlaubt, die Düsenring  sehr genau und präzise herzustellen.

Durch den 3D-Druck-Prozess werden Schichten von Material schichtweise aufgebaut, bis der Düsenring vollständig gebildet ist. Dadurch können komplexe Designs (wie Gitterstrukturen und stellarierte Formen) schnell hergestellt werden, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren praktisch unmöglich oder bestenfalls sehr zeitaufwändig wären. Ohne 3D-Druck würden die effizienteren Designs zu einem erheblichen Materialverlust bei der Produktion führen.

Probleme rund um Düsenringe

Obwohl es viele gute Gründe gibt, einen Düsenring zu entwerfen, ist deren Erstellung keine einfache Aufgabe. Welche sind die Hauptprobleme bei der Herstellung solcher Düsenringe mit dem erforderlichen Maß an Präzision und dimensionsaler Genauigkeit, offensichtlich eines davon? Und das ist sehr wichtig, selbst kleine Fehler können zu Leistungsproblemen am Motor führen.

Eine weitere Schwierigkeit besteht in der Verfeinerung des Designs derjenigen Ringe, die mit dem Düsenring verbunden sind, um die Triebwerksleistung zu steigern. Hier kommt alles zusammen, um so viel Luft und Treibstoff wie möglich durch das Triebwerk zu leiten, während gleichzeitig die Temperatur auf ein Niveau reduziert wird, das keine physischen Schäden an der Hardware verursacht. All diese Aspekte müssen von den Ingenieuren berücksichtigt werden, um Düsenringe zu entwerfen, die die Leistung und Effizienz, die das TCM erzeugt, optimieren.