elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Laser Powder Bed Fusion of gamma-Titanium Aluminide Ti48-2-2: Manufacturing and Testing of Highly-Loaded Compressor Wheels

Haubrich, Jan und Gussone, Joachim und Requena, Guillermo und Heber, R. und Goedecke, H. und Stark, Andreas und Schell, Norbert (2025) Laser Powder Bed Fusion of gamma-Titanium Aluminide Ti48-2-2: Manufacturing and Testing of Highly-Loaded Compressor Wheels. AeroMat2025, 2025-05-06 - 2025-05-08, Vancouver, Kanada.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Kurzfassung

The laser-based metal powder bed fusion process (PBF-LB/M) offers significant technological advantages in the aerospace sector for the production of complex and integrated parts, e.g. internally-cooled double-wall turbine blades, regeneratively-cooled rocket engines or compressor wheels that are commonly difficult to manufacture. Especially for aeronautic gas turbine or compressor applications, high-temperature materials with high-specific strength such as titanium aluminides (TiAl) are of major interest. During the last years we investigated the PBF-LB/M processing, heat treatments and phase transformations of different titanium aluminides including the -stabilized TNM-B1 (Ti-43.5Al-4Nb-1.0Mo-0.1B) and TNB-V4 (Ti-44.5Al-6.25Nb-0.8Mo-0.1B) γ-TiAl or the orthorhombic Ti-22Al-25Nb. Generally, PBF-LB/M of titanium aluminides requires high preheating temperatures of the build space in order to tackle the high brittle-to-ductile transition temperatures of these intermetallics. In this work we developed a high-temperature laser powder bed fusion process for γ-TiAl Ti48-2-2 (Ti-48Al-2Cr-2Nb) and applied it to manufacturing and testing of light-weight compressor wheels in order to study the advantages and draw-backs of the high-temperature PBF-LB/M approach for such applications. Challenges related to the required high pre-heat temperatures, the microstructure formation, phase compositions and phase conversions under different processing and post-processing conditions where studied with a variety of methods including synchrotron in-situ high energy x-ray diffraction and the desired material subsequently adjusted. Chemical problems such as minimizing Al evaporation as well as oxygen pick-up due to traces of residual gases or humidity were investigated and addressed. A manufacturing strategy for thin-walled structures and overhanging compressor blades without supports causing high post-processing efforts or deteriorating surface qualities was developed and put to use for manufacturing load- and weight-optimized compressor wheels. The build components were characterized using geometric inspection and computer-tomographic analysis. The achieved material properties and the part design and were successfully validated in spin-tests, highlighting the technical feasibility of using high-temperature PBF-LB/M for such demanding applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222108/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Laser Powder Bed Fusion of gamma-Titanium Aluminide Ti48-2-2: Manufacturing and Testing of Highly-Loaded Compressor Wheels
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Haubrich, JanJan.Haubrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5748-2755NICHT SPEZIFIZIERT
Gussone, JoachimJoachim.Gussone (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Requena, GuillermoGuillermo.Requena (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heber, R.G+L Innotec GmBHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Goedecke, H.G+L Innotec GmBHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stark, AndreasHelmholz Zentrum HereonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schell, NorbertHelmholtz-Zentrum HereonNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:PBF/LB-M, Titanium aluminides, Ti48-2-2, phase transformations, in situ HEXRD, compressor wheels, spin testing
Veranstaltungstitel:AeroMat2025
Veranstaltungsort:Vancouver, Kanada
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:6 Mai 2025
Veranstaltungsende:8 Mai 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Umweltschonender Antrieb
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L CP - Umweltschonender Antrieb
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Werkstoffe und Herstellverfahren
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Werkstoff-Forschung > Metallische und hybride Werkstoffe
Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum
Hinterlegt von: Haubrich, Jan
Hinterlegt am:20 Jan 2026 08:09
Letzte Änderung:20 Jan 2026 08:09

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.