Ingenieure des 1947 gegründetem Southwest Research Institute (SwRI) aus San Antonio, Texas, in den Vereinigten Staaten, arbeiten derzeit an der Entwicklung einer radialen und gekühlten Gasturbine für einen Kleingenerator, der eine Drohne Tausende Stunden lang mit Strom beliefern kann. Bei den derzeitigen unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) und deren Turbinen kann diese Entwicklung als eine deutliche Verbesserung gewertet werden, da die jetzigen Turbinen vor dem Verschleiß nur einige hundert Stunden arbeiten können. Die Turbine wurde von SwRI mit einem 3D-Drucker hergestellt.

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Es werden immer wieder neue Einsatzmöglichkeiten von Drohnen aus dem 3D-Drucker überdacht, wo erst in dieser Woche Titomic in Zusammenarbeit mit TAUV Australiens erste 3D-gedruckte Metalldrohne für militärische Zwecke ankündigte. Jetzt soll die Betriebszeit der UAVs mit Unterstützung der 3D-Drucktechnologie verbessert werden.

Die neue Turbine ist effizienter und kompakter

Eine Turbine stellt eine Art rotierender mechanischer Vorrichtung dar, die elektrische Energie in Kombination mit einem Generator erzeugt. Bei den gegenwärtigen UAV-Turbinen besteht das Problem darin, dass die Turbine ständig in Hochtemperaturgas während des Verbrennungsprozesses des Generators getaucht wird. Dies beschädigt oder zerstört letztendlich die Turbine. Wie das SwRI berichtet, ist die von den Ingenieuren entwickelte Version effizienter und kompakter, sowie auf die Bedürfnisse der UAVs zugeschnitten.

Gasturbine aus dem 3D-Drucker
Zum Einsatz kam diese Gasturbine, welche mit einem 3D-Drucker für Selektives Lasersintern hergestellt wurde (Bild © SwRI).

Höhere Temperaturen bringen mehr Leistung

Allgemein gilt, dass heißere Turbinen mehr Leistung aufbringen, jedoch können diese kleineren Turbinen den hohen Temperaturen nicht lange standhalten. Deswegen haben die SwRI-Ingenieure eine Turbine entwickelt, die Luftdurchlässe hat. Diese kühlen die Turbine, ohne dabei die Leistung der Turbine zu beeinträchtigen. Bei kleinen Turbinen muss man normalerweise die Wahl zwischen Zuverlässigkeit oder Leistung treffen, aber die neue Turbine vom SwRI macht beides möglich.

3D-Drucker mit Selektivem Lastersintern leisten ihren Beitrag bei der Entwicklung

Die Ingenieure haben an großen Turbinenversionen gearbeitet und wendeten dabei einen neuen 3D-Drucker, der mit Selektivem Lasersintern arbeitet, an, um das komplizierte, kleine Design mit Luftdurchlässen zu erschaffen. Dabei wir mit einem Laser metallisches Pulver schichtweise und mit hoher Leistungsdichte zu einem Objekt verschmolzen. Um die Leistungsfähigkeit des neuen 3D-Drucker komplett auszunutzen, gründete SwRI unter dem Namen Metals Additive Kickoff Emphasizing Research Synergies ein internes Forschungs- und Entwicklungsprogramm.

Drohnen können Unterstützung in vielen Lebensbereichen bieten, wie bei nicht invasiven Untersuchungen von Tieren, bei Rettungsaktionen oder bei Aufklärungsarbeiten. Wie sich diese Forschung weiterentwickelt, erfahren Sie auch zukünftig im 3D-grenzenlos Magazin. Sie können sich zudem unsere Themenwelt mit vielen interessanten Themenbereichen aus der Welt des 3D-Drucks anschauen.

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