Superdüsen für die Lausitz – gefördert durch das BMBF
CEP Freiberg beteiligt sich an einer Ko-Innovationsplattform in der Nachbarregion

Die Expertise von CEP Freiberg für Kupfer-Hochtemperaturwerkstoffe ist derzeit in einem Forschungsprojekt gefragt, das den Strukturwandel in der Lausitz unterstützt.

Eine Initiative der Bundesregierung, konkret: des BMBF, fördert in vom Strukturwandel betroffenen Regionen die Bildung von Ko-Innovationsplattformen, die gezielt auf eine Nutzung speziellen technologischen Know-hows vor Ort aufsetzen. Im Fall der Lausitz bedeutet das vor allem, die hier gewonnenen Erfahrungen in der Energietechnik weiter zu nutzen.

Im Mittelpunkt einer solchen Ko-Innovationsplattform steht das in Görlitz beheimatete Unternehmen Siemens Gas & Power. Es stellt Komponenten für Industrie-Dampfturbinen her, unter anderem Niederdruck-Turbinenräder. Deren Herstellung ist bislang extrem kosten- und zeitaufwendig. Erstens hat das mit der komplizierten Bauteilgeometrie zu tun, zweitens mit der Bauteilgröße und drittens mit dem anspruchsvollen Werkstoff. Die Turbinenschaufeln bestehen aus hochlegiertem martensitischen Warmarbeitsstahl. Das Unternehmen will nun ein innovatives Herstellungsverfahren erproben, bei dem die Turbinenschaufeln durch additive Fertigung auf geschmiedete Turbinenrad-Rohlinge aufgebracht werden können. Es handelt sich um drahtbasierte additive Fertigung mittels Metallschutzgasschweißen (WAAM – Wire Arc Additive Manufacturing). Nur mit diesem Verfahren, davon ist Siemens Gas & Power überzeugt, lassen sich wirklich alle Herausforderungen des Herstellungsprozesses gleichzeitig meistern.

Additiv aufgebaute Schaufeln auf Turbinenrad-Rohling (Quelle: Hydro Review)

Mitbeteiligt am Projekt sind das Berliner Unternehmen GEFERTEC und die TU Ilmenau, die beide schon Erfahrungen im Umgang mit WAAM vorweisen können – und CEP Freiberg. Im Sinne der Bauteilqualität besteht eine der wichtigsten Anforderungen nämlich darin, dass das Auftragsschweißen möglichst ohne Unterbrechnung vor sich gehen kann. Ein zwischenzeitliches Austauschen verschlissener Stromkontaktdüsen, durch die der Schweißdraht läuft, führt zwangsläufig zu Qualitätseinbußen. Mit den langlebigen Düsen aus Kupfer-Hochtemperaturwerkstoff von CEP Freiberg kommt man jetzt schon auf mehrere Stunden. Ziel ist aber, dass sie mehrere Tage halten, denn so lange dauert es, bis die Schaufeln komplett sind.

CEP Freiberg hat die Herausforderung angenommen. Mit modifizierter Werkstoffzusammensetzung, angepasstem Herstellungsprozess und veränderter Bauteilgeometrie wird nun versucht, jene Superdüse zu erzeugen, die im WAAM-Prozess standhalten kann. Mitte 2024 sollen Ergebnisse vorliegen. Gelingt das Ko-Innovationsprojekt, dann wird es den technologischen Vorsprung von Siemens Gas & Power unterstützen und zusätzliche Arbeitsplätze unter anderem in Görlitz schaffen. Sollte CEP Freiberg dann zum seriellen Lieferanten der Superdüse werden, ist das auf jeden Fall auch ein Gewinn.