Motivation und Zielsetzung
Steigende Ansprüche an Antriebe in der Luftfahrtindustrie fordern höhere Eintrittstemperaturen in modernen Gasturbinen um die Effizienz dieser Triebwerke zu steigern. Einkristalle aus Nickelbasis-Superlegierungen wurden dazu entwickelt, diesen hohen Ansprüchen zu entsprechen und verleihen Hochdruckturbinenschaufeln die benötigte Beständigkeit bei hohen Temperaturen. Auf Grund der hohen mechanischen Belastungen unter extremen Umgebungsbedingungen unterliegen die Schaufeln der Hochdruckturbine im Betrieb einem signifikanten Verschleiß, welcher in Form von Rissbildung im einkristallinen Grundmaterial auftritt. Bisher bestehen keine Verfahrensweisen zur Wiederherstellung der ursprünglichen Werkstoffeigenschaften, da die Reparatur von Rissen und Erosionserscheinungen durch polykristalline Auftragschweißungen nur bedingt einsetzbar ist. Das Ziel des Teilprojektes ist die Instandsetzung defekter, einkristallin hergestellter Hochdruckturbinenschaufeln.

Ergebnisse
In der ersten Förderperiode wurden die Möglichkeiten zur Reparatur mit dem Ziel der Aufweitung bestehender Grenzwerte zugelassener Reparaturbereiche evaluiert und die Regeneration von Defekten parallel zur primären Dendritenorientierung untersucht vor dem Hintergrund der Arbeitshypothese, dass nach einer Rissschädigung die einkristalline Grundstruktur mittels eines Temperaturgradienten folgenden Laserstrahlschweißens wiederhergestellt werden kann. Das generierte Wissen wurde in der zweiten Förderperiode dazu verwendet, eine Methodenentwicklung zu ermöglichen, welche in der erfolgreichen Erweiterung der gerichteten Erstarrung im Schweißgut an Defekten orthogonal zu Hauptorientierungsrichtung, resultierte.

Aktuelle Arbeiten und Ausblick
Für die dritte Förderperiode wird die Arbeitshypothese aufgestellt, dass die erforderliche einkristalline Struktur des aufgetragenen Materials nicht nur wiederhergestellt, sondern auch in einem weiteren Schritt gezielt beeinflusst werden kann. Durch die Entwicklung geeigneter Wärmebehandlungsverfahren des regenerierten Materials und einer Anpassung des Regenerationsprozesses kann die Mikrostruktur hinsichtlich ihrer thermomechanischen Eigenschaften in einem weiteren Schritt auch gezielt beeinflusst werden kann, mit dem Ziel diese den Eigenschaften des vorhandenen Substratmaterials anzupassen. Dabei beinhaltet die Anpassung des Prozesses die Integration der Ergebnisse anderer Teilprojekte, mit dem Ziel die Regenerationsabfolge innerhalb und zwischen den Prozesszellen zu optimieren.