Technologiefeld Fügen

Fügen

Das Fraunhofer ILT entwickelt Laserstrahlquellen und laserbasierte Fügeverfahren für zahlreiche Anwendungen in Mikro- und Makrotechnik. Im Fokus steht dabei die Ausdehnung aktueller Verfahrensgrenzen, etwa zur Steigerung von Bearbeitungsgeschwindigkeit und Präzision sowie zur Verbesserung der Schweißnahtqualität. Mit prozessspezifischen Optiken, Düsen, Bearbeitungsköpfen und Kontrollsystemen lassen sich effiziente und zuverlässige Verfahren zur Verbindung gleicher oder verschiedenartiger Materialien umsetzen.

Sowohl Metalle und Kunststoffe als auch Werkstoffkombinationen wie z. B. Silizium-Glas oder Kunststoff-Metall können mit Laserstrahlung prozesssicher gefügt werden. Gleichzeitig eignen sich Laserverfahren für schwer zu bearbeitende Materialien wie ultrahochfeste Stähle, hochfeste Aluminiumlegierungen oder (Faser-)Verbundmaterialien.

Hohe Genauigkeiten und Qualitäten bei Schweißnähten lassen sich durch eine gezielte Strahlformung und -führung sowie applikationsspezifische Steuerungen erzielen. Prozesse wie das Präzisionsschweißen von Metallen, das Kunststoffschweißen oder die Glas- und Keramikbearbeitung werden fortlaufend weiterentwickelt und für industrielle Anwendungen angepasst. Im Fokus von Forschung und Entwicklung stehen zudem integrierte Anwendungen, die Schweißen, Schneiden und additive Pulververfahren kombinieren.

Laserschweißmaschine für die Herstellung von Batteriemodulen.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Laserschweißmaschine für die Herstellung von Batteriemodulen.
Effiziente Bearbeitung von Kupferwerkstoffen mit blauer Laserstrahlung für die moderne Batterietechnik.
© Fraunhofer ILT, Aachen.
Effiziente Bearbeitung von Kupferwerkstoffen mit blauer Laserstrahlung für die moderne Batterietechnik.

Ein FuE-Schwerpunkt ist die Entwicklung leistungsfähiger Energiespeichersysteme. In diesem Bereich wird u. a. das Mikrofügen von Kupferwerkstoffen und artungleichen Metallkombinationen weiterentwickelt, um besonders zuverlässige elektrische Kontakte mit hohen Stromtragfähigkeiten herzustellen. Diese sicheren Verbindungen kommen z. B. beim Aufbau von Batteriemodulen oder -packs verschiedener Bauarten zum Einsatz. Auch in der Wasserstofftechnologie entwickelt das Fraunhofer ILT Laserverfahren, die beispielsweise für die wirtschaftliche Produktion von Bipolarplatten für Brennstoffzellen eingesetzt werden.

Stabile und funktionale Kunststoff-Metall-Verbindungen sind z. B. im Automobilbau oder im Aerospace-Bereich gefragt. Mit speziellen, abstimmbaren Lasern können diese Werkstoffe besonders gut geschweißt werden, was neue Möglichkeiten für den Leichtbau eröffnet. Zudem entwickelt das Fraunhofer ILT Verfahren und Algorithmen zur Prozessregelung und Qualitätskontrolle für die Lasermaterialbearbeitung, bei denen auch Methoden der Künstlichen Intelligenz zum Einsatz kommen. Durch eine Inline-Detektion und durch Leistungsregelungen lassen sich Fügeprozesse in Echtzeit überwachen und automatisch anpassen.

Das Fraunhofer ILT verfügt über langjährige Erfahrung und umfassendes Know-how im Bereich der Fügetechnik und entwickelt effiziente und prozesssichere Laserverfahren und -systeme für Kunden aus Industrie und Forschung.

Erfahren Sie mehr über unsere Leistungsangebote auf den Webseiten, die im grünen Kasten verlinkt sind.

Projektergebnisse

Berichte aus den letzten Jahren zum Bereich Lasermaterialbearbeitung