Ausgangspunkt / Motivation

Um die Klimaschutzziele 2050 zu erreichen, ist der Einsatz von Wasserstoffantrieben in der Luftfahrt unverzichtbar. Aktuelle kryogene Tanksysteme bestehen jedoch meist aus Edelstahl, was für den Einsatz in Flugzeugen eine zu hohe Masse bedeutet.

Vorangegangene Versuche mit reinen Aluminium-3D-Druck-Verfahren zeigten zwar Potenzial, stießen jedoch bei Sicherheit und Fertigungsgeschwindigkeit an Grenzen. Es besteht daher ein dringender Bedarf an einer hybriden Lösung aus Aluminium und Edelstahl, die sowohl das nötige Leichtgewicht als auch die geforderte Wirtschaftlichkeit für die Luftfahrtindustrie bietet.

Ziele

• Steigerung des Leichtbaupotenzials um über 50 % durch hochfeste Aluminiumlegierungen
• Entwicklung einer um 70 % günstigeren Schweißmethodik für Aluminium-Edelstahl-Mischverbindungen
• Entwicklung einer Aluminium-basierten Kryo-Ventiltechnik, die 50 % leichter als konventionelle Lösungen ist
• Nachweis der Funktionsfähigkeit eines Multimaterial-Demonstrators unter extremen kryogenen Bedingungen

Inhalt

Das Projekt bündelt Erkenntnisse aus der Edelstahl-Tankentwicklung und der additiven Fertigung (WAM), um ein hybrides Aluminium-Edelstahl-Tankkonzept zu realisieren. Im Fokus stehen material- und fertigungsspezifische Fragen, die den Bau von leichten Speichertanks und zugehörigen Ventilen ermöglichen.

Dabei werden spezielle Legierungen für Tanks, Liner und Armaturen untersucht, die explizit in nationalen Luftfahrtstudien gefordert werden. Ziel ist die Schaffung einer ganzheitlichen „österreichischen LH2-Tank-Lösung", die ökologische Nachhaltigkeit mit wirtschaftlicher Konkurrenzfähigkeit vereint und heimische Unternehmen als führende Zulieferer positioniert.

Methodik/Vorgehensweise

Die Forscher setzen auf eine Kombination aus drahtbasierter additiver Fertigung und neuen Schweißtechnologien, um komplexe Doppelwandstrukturen mit integrierten Medienführungen zu schaffen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung neuer Schweiß- und Lotdrähte, um robuste Mischverbindungen zwischen Aluminium und Edelstahl herzustellen.

Die technologische Umsetzung erfolgt durch die Verbindung bestehender Kryo-Expertise mit experimentellen Untersuchungen zu thermischen Zyklen. Abschließend wird die Funktionsfähigkeit durch einen realen Multimaterial-Demonstrator validiert, der unter extremen kryogenen Bedingungen getestet wird.

Erwartete Ergebnisse

• Wettbewerbsfähige und nachhaltige Leichtbau-Komponenten für das Produktportfolio der Partner.
• Nachweis der technologischen Machbarkeit von Aluminium-Edelstahl-Mischverbindungen für kryogene Tanks.
• Bereitstellung der technologischen Basis für eine wirtschaftliche und leichte LH2-Tank-Lösung aus Österreich für die globale Luftfahrtindustrie

Projektkoordination

LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen

Projektpartner:innen

• Peak Technology
• SAG New Technologies
• TEST-FUCHS Aerospace Systems
• AIT Austrian Institute of Technology

LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH
Industrieparkstraße 6
A-5282 Neukirchen an der Enknach