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QuesTek Innovations, ein Spezialist für computergestütztes Materialdesign, hat von der Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) des US-Energieministeriums eine Förderung in Höhe von 1,2 Mio. US-Dollar für die Entwicklung neuer 3D-Drucklegierungen auf Niob-basis erhalten.
Das Unternehmen erhielt die Förderung im Rahmen des ARPA-E-Programms Ultrahigh Temperature Impervious Materials Advancing Turbine Efficiency (ULTIMATE), das die Entwicklung von Hochleistungsmaterialien speziell für die Herstellung von Gasturbinenschaufeln zum Ziel hat. Die Bedingungen, unter denen diese Schaufeln arbeiten, sind extrem hohe Belastungen und Temperaturen.
Daher werden die funktional abgestuften Legierungen von QuesTek zur Herstellung von Gasturbinenschaufeln für Ultrahochtemperatur-Energie- und Luftfahrtanwendungen verwendet, in der Hoffnung, dass sie die Treibstoffeffizienz durch höhere Betriebstemperaturen erhöhen.
Es gibt zwar schon eine Reihe von etablierten hochmodernen Superlegierungen für Gasturbinenschaufeln, aber viele dieser haben eine begrenzte Hochtemperaturstabilität oder andere Probleme, die ihre 3D-Druckbarkeit beeinträchtigen. Dies wiederum schränkt die geometrische Freiheit ein, die den Ingenieuren bei der Konstruktion und beim Experimentieren mit neuen Turbinenschaufeltypen gewährt wird.
Hinzu kommt, dass der Wirkungsgrad von Triebwerken größtenteils durch die maximale Zyklustemperatur eines Systems bestimmt wird, d. h. er skaliert mit der Betriebstemperatur. Die auf Niob-basierenden Legierungen von QuesTek werden die Effizienz von Gasturbinen sowohl in Strahltriebwerken als auch in Kraftwerken direkt verbessern.
Das Unternehmen wird eng mit dem Turbinentriebwerken-Hersteller Pratt & Whitney zusammenarbeiten, um die Anforderungen der Luft- und Raumfahrt zu erfüllen. Darüber hinaus wird QuesTek auch mit dem Jet Propulsion Laboratory der NASA bei der Entwicklung von 3D-Druckverfahren und mit der University of Minnesota bei der Entwicklung von Hochtemperaturbeschichtungen zusammenarbeiten.
