KI-Design optimiert Blisks für effizientere Triebwerke

Das Wichtigste in Kürze

Forscher von MIT, Carnegie Mellon und Lehigh University arbeiten im METALS-Programm zusammen.
Projekt wird von DARPA finanziert und konzentriert sich auf neue KI-gestützte Designwerkzeuge.
Fokus liegt auf der Optimierung von Blisks – ein integraler Bestandteil von Turbomaschinen.
Neue Fertigungstechniken sollen Materialeigenschaften gezielt anpassen.
Ziel ist die Entwicklung effizienterer und langlebigerer Raketenantriebe.

KI trifft auf Blisks: Ein neues Forschungsprojekt

Ein von der U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) finanziertes Forschungsprojekt bringt Wissenschaftler mehrerer Universitäten zusammen. Unter dem Namen METALS (Multiobjective Engineering and Testing of Alloy Structures) arbeiten Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT), der Carnegie Mellon University (CMU) und der Lehigh University an neuen Methoden zur Optimierung von Materialstrukturen.

Blisks als Herausforderung in der Turbomaschinenentwicklung

Blisks (bladed disks) sind integrale Bauteile in Turbomaschinen, darunter Jet- und Raketentriebwerke. Sie müssen extremen thermomechanischen Belastungen standhalten. Unterschiedliche Bereiche eines Blisks benötigen spezifische Materialeigenschaften wie hohe Festigkeit, Widerstand gegen Kriechverformung und Ermüdungsbeständigkeit.

Die Herausforderung besteht darin, ein Material zu entwickeln, das alle Anforderungen erfüllt. Bisherige Fertigungsprozesse erfordern oft Kompromisse, da ein einzelnes Material nicht überall optimal funktioniert.

Neue Ansätze durch KI und additive Fertigung

Das METALS-Projekt kombiniert klassische mechanische Analysen mit generativer Künstlicher Intelligenz (KI). Ziel ist es, durch gezielte Anpassung der Materialzusammensetzung die Belastbarkeit und Effizienz von Blisks zu verbessern. Additive Fertigungstechniken ermöglichen dabei eine präzise Steuerung der Materialeigenschaften auf Mikroebene.

Durch diese Fortschritte könnten leistungsfähigere und wiederverwendbare Raketentriebwerke entstehen, die für zukünftige Schwerlast-Trägerraketen eingesetzt werden.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Das Forschungsteam setzt sich aus Experten verschiedener Disziplinen zusammen. Dazu gehören Spezialisten für Materialwissenschaften, Maschinenbau, additive Fertigung und KI-gestützte Designoptimierung. Die enge Zusammenarbeit ermöglicht es, neue Simulationsmethoden zu entwickeln und experimentelle Testverfahren unter extremen Bedingungen zu erproben.

Unsere Einschätzung

Das METALS-Projekt zeigt, wie Künstliche Intelligenz und moderne Fertigungstechnologien die Entwicklung von Hochleistungsbauteilen revolutionieren können. Besonders spannend ist die Möglichkeit, Materialeigenschaften gezielt an unterschiedliche Belastungen anzupassen. Sollte das Team erfolgreich sein, könnte dies einen bedeutenden Fortschritt für die Luft- und Raumfahrttechnik bedeuten.