Multi-Material-Schweißen für den Leichtbau

Im Leichtbau werden oft unterschiedliche Materialtypen miteinander kombiniert, deren Zusammenfügen eine Herausforderung darstellt. Dabei werden häufig poröse Werkstoff eingesetzt, die sich aufgrund ihrer Hohlräume kaum für herkömmliche Fügeverfahren eignen. Vorlöcher schwächen das Material. Darüber hinaus benötigen Klebeverbindungen lange Aushärtzeiten und eignen sich nur für einen bestimmten Temperaturbereich.

Die MultiMaterial-Welding AG hat daher eine Technologie entwickelt, mit der sich Leichtbau- und Mischmaterialien schnell und ohne Materialschwächung verbinden lassen. Dabei verschmelzen thermoplastische Elemente durch Ultraschallenergie in den porösen Werkstoffstrukturen. Somit wird ein Formschluss zwischen den beiden Materialien hergestellt, der über eine große Fläche und ein hohes Volumen verfügt und damit für eine stabile Verbindung sorgt.

Der Prozess wird durch Künstliche Intelligenz überwacht, die die entstandene Verbindung mittels intelligenter Algorithmen auswertet. Dadurch können unsichere Verbindungen aussortiert werden, ohne dass zerstörende Werkstückprüfungen notwendig sind. Auch sammelt die Software Daten, auf deren Grundlage künftige Projekte entwickelt und neue Materialkombinationen geprüft werden sollen.

Es sind bereits drei Fügeverfahren für unterschiedliche Werkstofftypen im Einsatz. Die „LightWWeight Pins“ ermöglichen das Fügen von polyurethan-geschäumten Leichtbauwerkstoffen. Mit der „LightWWeight Lotus“-Technologie lassen sich Faserverbundwerkstoffe und Textilien fixieren. Auch dünne Bleche können ohne Vorbohren mit dem darunter liegenden Material verbunden werden. Die metallische „InWWerse Disc“ ermöglicht das Fügen von zwei nicht schweißbaren Kunststoffen oder aber auch von Kunststoff und Metall. Die Technologie ermöglicht es, auch Werkstücke mit geringen Wandstärken zu verbinden. Beim herkömmlichen Schweißen braucht es in der Regel circa 3 mm Wandstärke.

Mit diesen Verfahren können bereits viele Anwendungsfälle abgedeckt werden, welche die MultiMaterial-Welding-Plattform mit neuen Lösungsansätzen auch für kommende Kundenanforderungen erweitern möchte.