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Fügen – Fit for future

SKZ forscht an neuen Verbindungstechniken für Hybridbauteile

23/07/2020

Kunststoffteile und -baugruppen sind über die letzten Jahrzehnte zunehmend komplexer geworden. Das zeigt sich beispielsweise daran, dass immer höhere Anforderungen an die Individualisierbarkeit, die Funktionsintegration oder den Leichtbau gestellt werden. Diese Entwicklungen ziehen sich durch die gesamte Wertschöpfungskette und schließen auch die Fügetechnik mit ein. Längst vorbei sind die Zeiten, in denen mechanische Verbindungselemente, Klebstoffe oder klassische Schweißverfahren die einzigen Möglichkeiten waren, um polymere Bauteile miteinander zu verbinden.

„In den letzten Jahren ist sehr viel Bewegung in die Kunststoff-Fügetechnik gekommen. Die Materialsysteme werden durch den vermehrten Hybridbau immer komplexer und damit steigt auch der Bedarf an neuen Verbindungstechniken“, erläutert Dr. Eduard Kraus, Leiter der Forschergruppe „Fügen und Oberflächentechnik“ am Kunststoff-Zentrum SKZ.

Am SKZ widmet sich ein zwölfköpfiges Team aus Ingenieuren, Physikern und Technikern genau diesen Zukunftsthemen – der Erforschung bzw. Weiterentwicklung neuer Fügetechniken. Hierunter fällt beispielsweise das so genannte thermische Direktfügen, bei dem metallische und polymere Werkstoffe durch lokale Erwärmung des metallischen Fügepartners dauerhaft verbunden werden. Konkret stehen aktuell die Themen Oberflächenstrukturierung, effizientere Prozessauslegung oder das Verhalten von faserverstärkten Kunststoffbauteilen während des Direktfügens im Fokus der Forschungsarbeiten.

Was auf den ersten Blick sehr komplex und noch vergleichsweise experimentell erscheinen könnte, verliert bei genauer Betrachtung schnell seinen Schrecken. Die Vorteile, die sich durch diese neuartige technologische Entwicklung eröffnen, sind offensichtlich. „Direktfügeprozesse sind prinzipiell sehr gut automatisierbar, ermöglichen mechanisch sehr hochwertige Verbindungen und kommen zudem komplett ohne potenziell alterungsanfälligen Klebstoff aus. Deshalb ist das Direktfügen aktuell besonders im Automotive-Bereich sehr gefragt“, erläutert Kraus.

Bei der strategischen Ausrichtung der Fügeaktivitäten erhält das SKZ kontinuierlich wichtige Rückmeldungen aus Wirtschaft und Forschung: „Durch den regelmäßigen Austausch mit Partnern, unter anderem aus unserem Kunststoff-Netzwerk sowie durch die enge Zusammenarbeit mit weiteren Forschungseinrichtungen, stellen wir sicher, dass wir mit unserer Forschung immer am Puls der Zeit bleiben und die Bedürfnisse der Praxis nie aus den Augen verlieren“, ergänzt Dr. Benjamin Baudrit, Leiter der Bereiche „Fügen und Oberflächentechnik“ und „Produkte und Prozesse“ am SKZ.

"Wir wenden uns an Unternehmen, die ihre eingefahrenen Fügeprozesse optimieren oder auf den Prüfstand stellen möchten. Wer offen für Neuerungen in der Verbindungstechnik ist und einen Blick über den Tellerrand hinaus wagen möchte, ist mit den Füge-Experten des SKZ genau im richtigen Verbund. Wir machen Fügeprozesse "fit for future"!“, schließt Kraus.

Direktfügeverfahren zur Fertigung von Hybridbauteilen

Direktfügeverfahren bieten erhebliches Potenzial zur Fertigung von Hybridbauteilen, beispielsweise im Automotive-Sektor.