ARGONAUT

Ansatz und Zielsetzung

Das Gesamtziel des Vorhabens liegt in der Schaffung von Lösungen für eine umfassende Integration neuartiger Fertigungs- und Konstruktionsverfahren in die Wertschöpfungskette von Getrieben und Zahnrädern hoher Leistungsdichte zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Fertigungsbetriebe und Entwickler der Luftfahrtbranche im Hinblick auf Schlüsseltechnologien, Umweltbilanz und Kosten. Dazu wurden im Verbund folgende Ziele definiert:

• Nutzung von neuesten Fertigungsverfahren zur Verbesserung der Qualität und Reduktion der Fertigungskosten
• Auslegung von hocheffizienten Luftfahrtgetrieben unter Berücksichtigung von neuen Möglichkeiten wie alternativen Lagerkonzepten, 3D Druck/Sinterwerkstoffen und angepassten Fügeverfahren
• Einführung von umweltschonenden Fertigungsprozessen zur Verringerung des CO₂-Fußabdrucks
• Erhöhung des Automatisierungsgrades in der Getriebefertigung zur Qualitätssteigerung und Kostenreduktion des Fertigungsprozesses
• Prozesssichere Wärmebehandlung von Zahnrädern (speziell Presshärten) in Kombination mit leistungsfähiger Simulation
• Erarbeiten eines Fertigungsprozesses für die Hartbearbeitung von Zahnrädern mit extrem hohen Festigkeiten zur Ermöglichung von kompakteren und deutlich kosteneffizientere Konstruktionen
   

Anteil des Fraunhofer IWS

Der Anteil des Fraunhofer IWS besteht in der Entwicklung einer ressourcen- und kosteneffizienten laserbasierten Fügetechnik für hochfeste Welle-Nabe-Verbindungen in Luftfahrtsteuerungsgetrieben unter Verwendung gesinterter bzw. 3D-gedruckter Zahnräder:

• Gewichtseffiziente Integration der zu entwickelnden Sinter- bzw. AM-Zahnräder in Flugsteuerungsgetriebe und damit Schaffung der Voraussetzungen für die Hebung der formulierten Ziele zur Ressourcenschonung (Wirkungsgradsteigerung) und Funktionsintegration (intrinsische Schmierung und Dämpfung)
• Schaffung der Voraussetzungen für den Einsatz korrosionsbeständiger Zahnrad- und Wellenwerkstoffe, dies ermöglicht final die Substitution umweltschädlicher Beschichtungsprozesse (Verchromung) und reduziert damit massiv die Umweltbelastung der gesamten Fertigungskette
• Steigerung der statischen Verbindungsfestigkeit gegenüber mechanischem Presssitzverbindung (Benchmark), damit Potenzial zur Reduzierung des Strukturgewichts in der Fügestelle um 50 Prozent
• Reduzierung des Fertigungsaufwandes und CO₂-Footprints um bis zu 30 Prozent in der Herstellung der Welle-Nabe-Verbindungen über Substitution der Keilwellenverzahnung durch eine Schweißverbindung