Presse

Auf dieser Seite, erhalten Sie einen Überblick zu den bisher veröffentlichten Pressemitteilungen aus den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des iwb.

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Seminar und Messe zur Additiven Fertigung in Augsburg

Spanend nachbearbeiteter T-Stoß (mittels lichtbogenbasierter Additiver Fertigung aufgebaut) © iwb, TUM
Spanend nachbearbeiteter T-Stoß (mittels lichtbogenbasierter Additiver Fertigung aufgebaut) © iwb, TUM

24. – 26.09.2019 – Das Additive Manufacturing Laboratory (AMLab) auf der Experience Additive Manufacturing Augsburg (EAM) 25.09.2019 – Seminar für Additive Fertigung

Lernen Sie am Stand C202 der Fachmesse zur Additiven Fertigung EAM das AMLab kennen. Das AM-Lab wurde 2012 vom Fraunhofer IGCV und dem iwb mit dem Ziel gegründet, die Anlagen- und Prüf-technik gemeinschaftlich zu nutzen sowie zusammen an verschiedenen Verfahren zu forschen, z. B. dem Laser-Strahlschmelzen oder der lichtbogen- und drahtbasierten Additiven Fertigung. Experimen-telle und analytische Untersuchungen tragen dazu bei, das Prozessverständnis dieser Verfahren zu erweitern und mit innovativen Ansätzen das Anwendungsspektrum zu erweitern. Dabei werden die Schritte (Pre-, In- und Post-Prozess) der additiven Prozesskette betrachtet. Zu den Anwendungsfeldern (iwb) zählen unter anderem die Medizintechnik, die Luft- und Raumfahrttechnik oder die Batteriepro-duktion. Bei den Bestrebungen im Bereich der Medizintechnik geht es beispielsweise darum, Implanta-te so zu gestalten und herzustellen, dass deren Verformungseigenschaften möglichst dem natürlichen Verhalten des Knochens entsprechen. Das Fraunhofer IGCV stellt auf der Messe zudem neue Leichtbaukonzepte vor. Ein Getriebe zeigt das Zusammenspiel aus Additiver Fertigung, Composite- und Gießereitechnik. Aus dem Themenkomplex der Additiven Fertigung von Metallen werden Beispielbauteile ausgestellt, welche erfolgreiche Multima-terialverarbeitung, Funktionsintegration sowie hochkomplexe bionische Designs demonstrieren.

Parallel zur Messe findet am 25. September 2019 das 23. Augsburger Seminar für Additive Fertigung statt

Des Weiteren findet das 23. Augsburger Seminar für Additive Fertigung im Rahmen der EAM statt. Veranstaltungspartnern sind hierbei das Fraunhofer IGCV und das iwb der TUM. Das diesjährige Thema lautet: „Perspektiven der Additiven Fertigung: Reproduzierbarkeit und neue Technologien“. Das Semi-nar bietet gerade für mittelständische Unternehmen die Chance, einen Überblick über alle Elemente der Prozesskette für den erfolgreichen Einsatz der Additiven Fertigung zu erlangen – von der additiv-gerechten Produktkonzeption bis zur Veredelung additiv gefertigter Bauteile. Was vor einigen Jahren noch als Fertigungsverfahren für den Prototypenbau galt, wird heute als ernst zu nehmende Alternative für die flexible Serienproduktion angesehen. Das Augsburger Seminar soll sowohl der Industrie als auch der Forschung eine Plattform bieten, um sich über aktuelle Problemstellungen und Themen der Zukunft auszutauschen. Das Seminar verbindet dabei Vorträge von erfahrenen Anwendern und Vertre-tern aus der Industrie mit innovativen Ansätzen aus der Wissenschaft.

Hochkarätige Referenten sind vertreten, wie beispielsweise:
Dr.-Ing. Wilhelm Meiners, Trumpf GmbH, Expert Additive Manufacturing und SLM Patentinhaber; Prof. Dr.-Ing. Gerd Witt, Universität Duisburg-Essen, Inhaber Lehrstuhl für Fertigungstechnik; Andy Middleton, Stratasys, Executive Vice President und Andreas Berkau, Oerlikon, Senior Vice President AM Strategy – Additive Manufacturing. Das Seminar findet in den Tagungsräumen des Messegeländes Augsburg statt.

Weitere Informationen zum Seminar sowie die Möglichkeit zur Anmeldung via Online-Formular finden Sie unter https://www.amlab.de/am-seminar2019

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iwb setzt auf innovative Zellfertigung

Fertigung innovativer Batteriezellen am iwb © Andreas Heddergott, TUM
Fertigung innovativer Batteriezellen am iwb © Andreas Heddergott, TUM

Zum 01. Juli 2019 wurde das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München um die Themengruppe "Batterieproduktion" erweitert. Dadurch wird die Kompetenz in der Batterieforschung gebündelt und weiter ausgebaut. Die neue Themengruppe setzt den Fokus mit bereits 11 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern auf die gleichen Ziele, die auch die Bundesregierung verfolgt – die Stärkung der Batterieforschung und -produktion von morgen.

Leistungsfähige elektrochemische Energiespeicher sind für Anwendungen in der Elektromobilität und der stationären Energiespeicherung von großer Bedeutung. Hierfür sind die Verbesserung der gravimetrischen und volumetrischen Energiedichte sowie die Reduktion der Produktionskosten ausschlaggebend. Erst ein vertieftes Prozessverständnis über die Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien (LIB) ermöglicht die Produktion verbesserter und kostengünstiger Batteriezellen.

Die im Juli 2019 neugegründete Themengruppe Batterieproduktion beschäftigt sich mit der Fertigung von innovativen Batteriezellen. Kern der Arbeiten ist die Prozessentwicklung und die Optimierung aller Prozesse innerhalb der Batterieproduktion. Vom Mischen der Elektrodenmaterialien bis hin zur Formierung der fertigen Zellen und der Batteriemodulmontage werden alle Schritte in-house an der Forschungsproduktionslinie des iwb durchgeführt. Die Forschungsschwerpunkte der Themengruppe Batterieproduktion sind:

• Elektrodendesign und -herstellung
Im Forschungsfeld Elektrodendesign und -herstellung beschäftigen sich die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter intensiv mit neuen Elektrodendesigns (von Slurry-Rezepturen bis zu Elektrodenstrukturen) und der Verarbeitung neuartiger Elektrodenmaterialien. Kathodenseitig stehen vor allem kobaltarme Materialien auf NMC-, NCA-Basis sowie prälithiierte manganreiche Hochvoltspinelle im Fokus der Forschung. Für Anodenmaterialien liegt der Forschungsschwerpunkt auf Silizium-Kompositen und der Prälithiierung von Anoden.

• Zellproduktion und -qualität
Das Forschungsfeld Zellproduktion und -qualität beschäftigt sich intensiv mit der Zellassemblierung und der Charakterisierung großformatiger Batteriezellen. Am iwb wird an den Prozessschritten Elektrodenschneiden (Laserschneiden und Stanzen), automatisierter Stapelbildung, Kontaktierung, Elektrolytbefüllung und Formierung geforscht. Um entlang der Prozesskette eine hohe Produktivität, eine gute Qualität bei geringen Kosten gewährleisten zu können, setzt das iwb auf innovative Qualitätssicherungsmethoden und eine datenba-sierte Prozessüberwachung.

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Sonderschau „Photons in Production“ 2019 erleben

„Smart Photonics“ lautet das Motto, unter dem die Bayerisches Laserzentrum GmbH (blz), das Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München und der Lehrstuhl für Photonische Technologien (LPT) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg in Kooperation mit der Messe München zukunftsweisende Laseranwendungen für die intelligente Produktion von Morgen vorstellen. Besondere Highlights der Sonderschau, die im Rahmen der LASER World of PHOTONICS vom 24. bis 27. Juni 2019 in München stattfindet, sind dieses Jahr wieder zwei Laser-Live-Demonstrationen zu ausgewählten Trendthemen.

Alle interessierten Journalistinnen und Journalisten sind herzlich eingeladen, sich am Dienstag, den 25. Juni um 11:30 Uhr bei einem Pressebrunch auf der Sonderschau „Photons in Production“ (Halle A3, Stand 251) über aktuelle Forschungsarbeiten der beteiligten Einrichtungen zu informieren.

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Intelligente Produktion der Zukunft - das iwb auf der Hannover Messe 2019

Assistenzsysteme für den Montagearbeitsplatz der Zukunft (c) Uli Benz, TUM
Assistenzsysteme für den Montagearbeitsplatz der Zukunft (c) Uli Benz, TUM

Die Digitalisierung verändert das Arbeitsumfeld: Produktionsprozesse werden von Künstlicher Intelligenz gesteuert und Roboter übernehmen neue Aufgaben. Auf der diesjährigen Hannover Messe, eine der wichtigsten Industriemessen der Welt, zeigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München (TUM) herausragende Forschungsprojekte auf dem Gemeinschaftstand der Bayern Innovativ GmbH in Halle 2, Stand A52. Zu den Highlights zählen eine Live-Demonstration zur ressourceneffizienten Fertigung von großvolumigen Luftfahrt-Komponenten.

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Additive Fertigung: Internationale Konferenz zeigt große Expertise der TUM

Das Bild zeigt den Prozess der lichtbogen- und drahtbasierten additiven Fertigung. (Bild: iwb / TUM)
Das Bild zeigt den Prozess der lichtbogen- und drahtbasierten additiven Fertigung. (Bild: iwb / TUM)

Komponenten für Flugzeuge und Autos, individuelle medizinische Implantate oder sogar Fassaden und Häuser: Die Additive Fertigung, umgangssprachlich auch 3D-Druck genannt, revolutioniert die Produktionstechnik. Eine Fachkonferenz, die am 10. und 11. Oktober an der Technischen Universität München (TUM) stattfindet, verdeutlicht die Bandbreite dieser Technologie und gibt Einblicke in die breit aufgestellte Expertise der TUM.

Die Additive Fertigung umfasst verschiedene Verfahren, bei denen die Komponenten durch schicht- oder elementweises Hinzufügen von Werkstoffen aufgebaut werden. Diese Art der Fertigung hat viele Vorteile: Die Konstrukteure haben mehr Freiheiten bei der Gestaltung, bestimmte Funktionen können direkt im Bauteil integriert werden, und die Herstellung individuell angepasster Produkte ist auch in kleinen Mengen wirtschaftlich.

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Roboterbasierte Spanntechnologie ermöglicht individuelles Fügen: Hochflexibel gefügte Karosserien im Automobilbau der Zukunft

Mit der Flexibilisierung der Prozessketten im Karosseriebau den Marktveränderungen positiv entgegenblicken? Das Forschungsprojekt „RoKtoLas - Robotergeführte, scannerbasierte optische Kohärenztomografie für das Remote-Laserstrahlschweißen zur Flexibilisierung von Prozessketten im Karosseriebau“ hat zum Ziel, die Produktion von Automobilkarosserien in Zukunft flexibler zu gestalten. Mit einem Gesamtprojektvolumen von 4,8 Mio € angesetzt, sollen die Produktionsschritte flexibler und individueller gestaltet werden können. Das bisher eingesetzte Widerstandpunktschweißen soll in Zukunft durch ein innovatives Füge- und Spannkonzept substituiert werden.

Die Individualisierung von Produkten ist auch im Automobilbau ein wichtiger Faktor der Marktwirtschaft. Jedoch stehen hier eine stetig steigende Variantenvielfalt aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung sowie die immer schneller werdenden Produktlebenszyklen gegenüber. Um einen Innovationssprung im automobilen Karosseriebau zu erzielen, wird im Forschungsprojekt RoKtoLas eine Flexibilisierung in der Produktion von Rohkarosserien angestrebt. Das soll durch eine Technologiesubstitution im Bereich der Fügetechnik erreicht werden. Das konventionelle Widerstandspunktschweißen soll in Teilen durch das Remote-Laserstrahlschweißen ersetzt werden.

Innovationssprung für den automobilen Karosseriebau

Ein neuartiges, auf Robotern basiertes Spannsystem ermöglicht eine Bauteilkonstruktion, welche hinsichtlich Leichtbau und Funktionsintegration optimiert und auf das Laserstrahlschweißen angepasst werden kann. Mit Hilfe eines innovativen Sensorikkonzepts für das Laserstrahlschweißen sollen hochflexible Produktionsanlagen, die auch unterschiedlichste Bauteile prozesssicher fügen können, umgesetzt werden. Das Sensorikkonzept, basierend auf der optischen Koheränztomografie (OCT), soll dabei eine vollumfängliche Online-Prozessüberwachung ermöglichen. So können Fügevorrichtungen in Zukunft nicht nur hochflexibel eingesetzt werden, sondern auch der Prozess des Remote-Laserstrahlschweißens wird fortlaufend überwacht und auf die Anforderungen der Fügestelle adaptiert. Das neue Sensorikkonzept generiert umfangreiche Prozessdaten im Sinne der vernetzten Produktion und stellt somit die Voraussetzung für die Umsetzung einer hochflexiblen Fertigung dar. Mit diesem Konzept soll es zukünftig möglich sein, neue Fahrzeugvarianten und -derivate ohne aufwendige Umbaumaßnahmen in die bestehende Produktionsarchitektur zu integrieren. Zudem ermöglicht der Wegfall von massiven und bauteilangepassten Spannvorrichtungen eine zügige und somit kostengünstige Anpassung der Fertigungslinie bei Änderungen am Fahrzeugdesign. Die im Forschungsprojekt RoKtoLas gewonnenen Erkenntnisse sollen am Ende des Projekts anhand eines Funktionsdemonstrators einer flexiblen Fertigungszelle zusammengeführt werden.

Zum Projekt

Zusammenfassend strebt das Konsortium im Projekt RoKtoLas eine Flexibilisierung in der Produktion von Rohkarosserien an. Dazu soll das vorrichtungsbasierte Widerstandspunktschweißen durch das hochflexible Remote-Laserstrahlschweißen substituiert werden. Unterstützt durch ein innovatives Sensorikkonzept werden so hochflexible Produktionsanlagen ermöglicht, die unterschiedlichste Bauteile prozesssicher fügen können. Das Vorhaben wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms Photonik Forschung Deutschland unter dem Förderkennzeichen 13N14555 gefördert und vom VDI Technologiezentrum (VDI TZ) betreut.

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Entwicklungsbedarf für den Wandel im Leichtbau: Neue FOREL-Studie veröffentlicht

Mit der zweiten Studie zum Entwicklungsbedarf im Bereich des Leichtbaus und der Elektromobilität zeigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus des deutschlandweiten Kooperationsprojekts FOREL neue Wege zur Mobilität der Zukunft.

Innovative Fertigungstechnologien von Morgen sind ein entscheidender Faktor für die Mobilität der Zukunft. Mit der Anfang 2018 veröffentlichten Studie „Ressourceneffizienter Leichtbau für die Mobilität: Wandel – Prognose – Transfer“ des Forschungs- und Technologiezentrums für ressourceneffiziente Leichtbaustrukturen der Elektromobilität (FOREL) werden innovative Fertigungstechnologien für kommende Fahrzeugarchitekturen adressiert. Die Studie zeigt Defizite auf und leitet Handlungsbedarfe ab. Dieses Jahr ist die Studie mit ausführlichen Interviews mit Entscheidungsträgern aus der Automobil- und Zulieferindustrie sowie zugehörigen Dienstleistern ergänzt und bietet so wesentliche Hintergrundinformationen.

Funktionsintegrativer Leichtbau als Schlüsselrolle

Aufbauend auf den Ergebnissen der FOREL-Studie aus dem Jahr 2015 und den inzwischen zehn FOREL-Technologieprojekten wird aus der aktuellen Studie ersichtlich, dass vor dem Hintergrund des Wettbewerbs zwischen konventionellen und neuen Antriebskonzepten, sich wandelnder Nutzungsprofile sowie neuer Bauweisen besonders der funktionsintegrative Systemleichtbau als Querschnittsdisziplin weiterhin eine Schlüsselrolle spielen wird. Ein deutlich zunehmender Entwicklungsdruck hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit zukünftig erzeugter Fahrzeuge wird von den befragten Experten erwartet.

Nachhaltigkeit im Leichtbau ein großer Faktor

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Entscheidung für oder gegen einen Leichtbauwerkstoff in Zukunft verstärkt nach den Auswirkungen auf den Produktlebenszyklus richten wird. Jedoch zeichnet sich in der Studie auch ab, dass zum einen die Ökologie ein klarer Faktor zur Entscheidung ist, zum anderen aber auch Hemmnisse, wie der hohe notwendige personelle und finanzielle Aufwand, erkennbar sind.

Langfristige Entwicklung von Leichtbauanwendungen

Die FOREL-Studie 2018 gibt wichtige Impulse für die zukünftige Ausrichtung der Plattform FOREL und die anwendungsnahe Weiterentwicklung des Leichtbaus für die Mobilität von Morgen. Aus der Analyse der Umfrageergebnisse und der Experten-Interviews gehen komplexe Aufgabenstellungen hervor, die weit über die herkömmliche Technologieentwicklung hinausgehen. Neben der Initiierung weiterer Technologieprojekte unter dem Dach von FOREL dienen die in der FOREL-Studie 2018 formulierten Szenarien der Fortschreibung der Leichtbau-Roadmap der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE).

Die FOREL-Studie 2018 wurde unter Leitung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden in Zusammenarbeit mit dem Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik (LWF) der Universität Paderborn, dem Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaft (iwb) der Technischen Universität München, dem Institut für Aufbereitungsmaschinen (IAM) der Technischen Universität Bergakademie Freiberg und dem Institut für Umformtechnik und Leichtbau (IUL) der TU Dortmund entwickelt.

Die FOREL-Studie ist online über www.plattform-forel.de/studie als Buch bestellbar oder kann als PDF-Datei heruntergeladen werden.

 

 

EMO Hannover 2017: Neue Potenziale mit Cyber-Physischen Zusatzmodulen

Als Schaufenster für den internationalen Markt wartete die EMO 2017 mit interessanten Diskussionen und erfolgsversprechenden Gesprächen auf. Nach sechs aufregenden Messetagen verabschiedeten sich mehr als 2.200 internationale Hersteller aus Hannover.

Auf der vom VDW und dem Konradin Verlag organisierten Sonderschau „mav industrie 4.0 area“ erhielten Gäste der EMO Hannover 2017 einen Einblick, wie sie in Zeiten von Digitalisierung und Vernetzung in der Produktion einen größtmöglichen Kundennutzen generieren können. Zusammen mit nationalen und internationalen Technologieführern präsentierte das iwb die Ergebnisse des Forschungsprojektes „BaZMod“. Hauptziel des Projektes war die Entwicklung einer standardisierten, herstellerunabhängigen Schnittstelle zur Einbindung von Cyber-Physischen Zusatzmodulen in Werkzeugmaschinen. Diese standardisierte Schnittstelle integriert dabei die mechanische und die elektrische Ankopplung des Werkzeugs und stellt somit die Basis für den bidirektionalen Datenaustausch sowie die Energieübertragung dar.

Mit der Ausstellung einer Werkzeugmaschine des Typs BA422 der Firma SW mit zwei integrierten BaZMod-Spindeln konnte dem Fachpublikum live die Funktionsweise der Schnittstelle präsentiert werden. Das Interesse an der neuen Schnittstelle war groß: Hersteller von Werkzeugmaschinen, Spindeln und Messmitteln möchten zukünftig die BaZMod-Schnittstelle einsetzen, um sowohl die Produktiviät als auch die Flexibilität ihrer Produkte zu steigern.

Fachvortrag gibt Einblick in die im Projekt BaZMod entwickelte Technologie

Auf der Sonderschau „mav industrie 4.0 area“ stellten Expertinnen und Experten führender Forschungsinstitute sowie Unternehmen ihre Themen dem interessierten Publikum im Rahmen eines Forums vor. Auch der Fachvortrag von Prof. Dr.-Ing. Michael F. Zäh, Leiter des iwb, traf mit seinem Thema den Nerv der Zeit. Er zeigte in seinem Vortrag auf, wie auf modernen Werkzeugmaschinen eine steigende Zahl von Cyber-Physischen Systemen zur Verbesserung der Qualität und zur Erweiterung der Bearbeitungsmöglichkeiten eingesetzt werden kann.

Die EMO Hannover 2019 wird vom 16. bis 21. September 2019 stattfinden.

TUM-Forscher optimieren Fügetechniken für Leichtbauwerkstoffe - Metall und Kunststoff wie aus einem Guss

Ob in der Automobilindustrie, im Flugzeugbau oder in der Raumfahrt: Weniger ist mehr, wenn es um die Masse geht. Materialien wie faserverstärkte Kunststoffe und Leichtmetalle bieten die Möglichkeit, Bauteile mit geringerer Masse herzustellen. Eine Herausforderung dabei ist die feste Verbindung der verschiedenen Materialien. Forscher der TU München arbeiten daran, diese Fügetechniken zu optimieren. Unter anderem untersuchen sie die Effizienz der Strukturierung der Metall-Oberfläche durch Laserstrahlung.

Der Leichtbau birgt ein großes Potenzial für die Industrie. Autos und Flugzeuge verbrauchen weniger Kraftstoff, wenn sie leichter sind, und haben daher auch einen geringeren CO2-Ausstoß. Bei Elektroautos ist das Gewicht besonders entscheidend: Je leichter das Auto, desto größer die Reichweite, die mit einer Batterieladung möglich ist. Neben Leichtmetallen wie Aluminium werden zunehmend faserverstärkte Kunststoffe genutzt. Dabei ist es wichtig, das jeweilige Material an der richtigen Stelle einzusetzen. Metalle etwa werden dort benötigt, wo hohe Druckfestigkeit und geringe Elastizität gefordert sind – also zum Beispiel bei Schraubverbindungen. So kommt es bei komplexen Produkten wie dem Automobil zum Einsatz beider Werkstoffe und demensprechend zu Mischverbindungen aus Kunststoff und Metall.

Alternative zu Kleber und Schrauben

Die Herausforderung besteht darin, Kunststoff- und Metallkomponenten möglichst effizient, schnell und stabil zu fügen, also fest miteinander zu verbinden. Bisher wurden die Werkstoffe vor allem durch Klebstoffe gefügt, erklärt Alexander Fuchs vom Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften der TUM (iwb). Doch dieser Prozess ist aufwändig. Zunächst muss der Klebstoff dosiert und aufgetragen werden. Während der Klebstoff aushärtet, müssen die Komponenten, die geklebt werden, fixiert sein. Auch die Verbindung der Werkstoffe mithilfe von Schrauben und Nieten hat Nachteile. Denn durch das zusätzliche Material der Verbindungselemente nimmt die Masse der Bauteile zu. Es besteht außerdem die Gefahr, dass die Bohrungen die Struktur schädigen und somit die Festigkeit des faserverstärkten Kunststoffs vermindern.

Oberflächenbehandlung durch Laser

Am iwb wird an Verfahren gearbeitet, mit denen sich Metalle und thermoplastische, also schmelzbare Kunststoffe mithilfe von Wärme hochfest ineinanderfügen lassen. Dafür wird zunächst die Oberfläche des Metalls durch Laserstrahlung strukturiert und mit kleinen Hohlräumen versehen. André Heckert, wissenschaftlicher Mitarbeiter am iwb, untersucht unter anderem, wie verschiedene Laser-Oberflächenbehandlungen die Festigkeit des Kunststoff-Metall-Verbundes beeinflussen. Durch die Laserstrahlung können Strukturen im Bereich von Nanometern bis einigen Millimetern Höhe erzeugt werden. "Welche Oberflächenstruktur die besten Verbundeigenschaften ermöglicht, hängt von den eingesetzten Werkstoffen ab", erklärt Heckert. Er fand heraus, dass ein Rillenmuster von einigen Zehntelmillimetern Tiefe besonders bei Kunststoffen geeignet ist, die mit Kurzfasern verstärkt sind. Feine Oberflächenstrukturen, die durch den Einsatz von gepulsten Lasersystemen generiert werden, sind hingegen besonders effektiv bei sogenannten endlosfaserverstärkten Kunststoffen.

Kurz und schmerzlos: Fügen durch Nanofolien

Nach der Strukturierung mit dem Laser werden Metall und Kunststoff zusammengepresst. Das Metall wird in diesem Zustand erhitzt, bis der Kunststoff schmilzt und die Hohlräume füllt. Nach dem Abkühlen ist eine stabile Verbindung entstanden. Um die für das Fügen nötige Hitze zu erzeugen nutzen die Wissenschaftler drei unterschiedliche Verfahren. Durch Laserstrahlung kann auch die nötige Wärme erzeugt werden, um den Kunststoff zum Schmelzen zu bringen. Beim sogenannten Reibpressfügen wird die Wärmeenergie in Form von Reibung erzeugt. Ein zylindrisches Werkzeug rotiert dazu unter definiertem Druck auf der Metalloberfläche. Eine komplett andere Methode ist das sehr schnelle Fügen mithilfe von reaktiven Nanofolien. Nanofolien erzeugen bei Zündung punktuell sehr hohe Temperaturen von 1000 bis 1500 °C. Diese Hitze wird genutzt, um den Kunststoff und das Metall miteinander zu verbinden. Mit dieser Technologie können zum Beispiel metallische Kabelhalter über eine thermoplastische Zwischenschicht in kürzester Zeit an den Rumpf von Flugzeugen gefügt werden.

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