Additive Fertigung von Flüssigkraftstoffinjektoren

In Kooperation mit dem Institut für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart, finanziert über InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM) im Rahmen einer Bottom-Up Förderung, evaluieren wir die Fertigbarkeit innovativer Injektionskonzepten für flüssige CO₂-neutrale Treibstoffe (z.B. Ammoniak, SAF) welche mittels additiver Fertigung (PBF/LB-M) herstellbar sind.

Unser Forschungsfokus liegt insbesondere auf Airblast Designs. Die Funktionalität der Kraftstoffinjektion wird über stochastisch verteilte Defekte in den Bauteil, d.h. mediendurchlässige Strukturen, realisiert. Dadurch ist eine gezielte Geometrieoptimierung mittels CAD ausgeschlossen. Stattdessen müssen die PBF/LB-M Prozessparameter wie Laserenergie, Bahngeschwindigkeit, Scanausrichtung und Bahnabstands mit dem Optimierungstarget, hier Tropfenbild und Kraftstoffgleichverteilung, korreliert werden. Hieraus entsteht ein nichtlinearer und komplexer Parameterraum. 

Unser Ziel ist es, einen gesamtheitlicher Optimierungsprozess zu entwickeln, der die AM Prozessparameter direkt mit den Zielgrößen korreliert. Der innovative Herstellungsprozess kann die Zuverlässigkeit erhöhen und Herstellungskosten signifikant reduzieren. Die aktuell zu bearbeitenden Aufgaben sind insbesondere:

Der gesamtheitlichen Prozess aus additiven Fertigung, standardisierter experimenteller Versuche und KI-gestützter Optimierung definiert einen "hybriden Zwilling" (in Analogie zu digitalen Zwillingen), welcher die Entwicklung von entsprechenden Technologien maßgeblich beschleunigen kann.

01.08.2023 – 30.07.2024

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