Laser verschweißt Faserverbundmaterial mit Metallblech

Forschern der TU Dresden ist es gelungen, Faserverbundstrukturen per Laserschweißen mit Metallblechen dauerhaft zu verbinden.

Mit der neuartigen Laserschweißtechnologie, die komplett ohne zusätzliche Fügeelemente auskommt, können zukünftig mit einem industriell etablierten Fügeverfahren hybride Strukturen einfach und funktional hergestellt werden, so die Wissenschaftler. Entwickelt wurde die Technologie im Rahmen des AiF-geförderten Projekts „Metall-FKV-Verbindung“.

Wie die Dresdener Wissenschaftler erklären, machen hybride Bauweisen aus Metall und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) den intelligenten Leichtbau erst möglich, da bereichsspezifisch Material- und Bauteileigenschaften eingestellt werden können. Wesentliche Voraussetzung dafür sind wirtschaftliche, beanspruchungs- und werkstoffgerechte Lösungen zum Fügen der Einzelkomponenten. Hierfür hat das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden in der Fachgruppe Verbindungstechniken die neuartige Technologie auf Basis des Laserschweißens entwickelt.

Der Entwicklungsansatz basiert auf hybriden Verstärkungstextilien, in die metallische Elemente textiltechnisch eingearbeitet sind. Diese bilden in der FKV-Komponente metallische Oberflächen aus, die für das schweißtechnische Fügen mit Metallblechen genutzt werden. Bisher wurde die Machbarkeit am Beispiel von Stahlblech und Epoxidharz-basierten Verbunden gezeigt. Doch wie die Wissenschaftler betonen, ist die Technologie grundsätzlich auf verschiedenste Materialkombinationen übertragbar.

Das Verfahren bietet das Potential, erhöhte Verbindungsfestigkeiten und ein gutmütiges Versagensverhalten zu erzielen. Außerdem sind die Forscher davon überzeugt, dass dieser innovative Lösungsansatz eine seriengerechte und auch wirtschaftliche Integration von FKV-Bauteilen in Metallkarosserien ermöglicht.

Das IGF-Vorhaben (Nr. 18930 BR) der Forschungsvereinigungen Forschungskuratorium Textil e.V. (FKT) und Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V. (EFB) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

gk