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CC OST

05. September 2018

Projektpartner gesucht! Neue Fügetechnologie für Kunststoff- und Kunststoff-Metall-Verbindungen

Am Fraunhofer IWS wurde eine neuartige Technologie entwickelt, um Hybridverbindungen zwischen Kunststoffen und Metallen herzustellen. Dieses Verfahren basiert auf der Nutzung von dünnen reaktiven Folien, die in eine Fügestelle eingebracht werden und dort nach einer Zündung Energie freisetzen. Dieser Prozess kann sehr genau gesteuert werden, wodurch ein gezieltes Anschmelzen des Kunststoffes erfolgt und eine Verbindung mit dem Metall erreicht werden kann, z.B. durch eine mechanische Verklammerung mit einer strukturierten Metalloberfläche.

Der grundlegende Wirkmechanismus dieser Technologie basiert auf einem besonderen Aufbau der Folien. Diese bestehen aus zwei chemischen Elementen, die exotherm miteinander reagieren können. Um kurze Reaktionszeiten und damit schnelle Fügeprozesse zu erreichen, werden diese Elemente lagenweise abwechselnd in dünnen Schichten angeordnet. Man nennt eine solche Folie Reaktives Multischichtsystem, RMS.

Gegenüber konventionellen Fügeprozessen, wie Löten oder Schweißen, bei denen ein hoher Wärmeeintrag in das zu fügende Bauteil erfolgt, besitzt die RMS-Technologie den Vorteil, dass durch eine genau angepasste Energiefreisetzung unerwünschte Veränderungen der Werkstoffstruktur der Fügepartner vermieden werden. Weitere Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus den kurzen Prozesszeiten, die im Zehntelsekundenbereich liegen, und der Tatsache, dass keine zeitaufwändigen Vor- und Nachbehandlungen erforderlich sind, wie etwa beim Kleben. Gegenüber Klebverbindungen werden zudem bessere Langzeitfestigkeiten und Alterungsbeständigkeiten erreicht.

Bei bisher durchgeführten Entwicklungen zur RMS-Fügetechnologie im Rahmen von Forschungsprogrammen und gemeinsam mit Industriepartnern des Fraunhofer IWS stand das Fügen von thermoplastischen Kunststoffen untereinander im Zentrum des Interesses. Aktuell konzentrieren sich die F&E-Arbeiten zum RMS-Fügeprozess auf Hybridverbindungen, wobei das Ziel verfolgt wird, die Vorbereitung der Metalloberfläche möglichst einfach und damit kostengünstig zu gestalten. Für eine anwendungsorientierte und industrienahe Weiterentwicklung sowie einer Umsetzung der RMS-Technologie können sich interessierte Unternehmen direkt an Herrn Dipl.-Ing. Erik Pflug wenden.

RMS gefügte Verbindung aus Aluminium mit thermoplastischen Kunststoff

Nähere Informationen finden Sie unter: https://www.iws.fraunhofer.de/de/geschaeftsfelder/pvd_nanotechnik/energiespeicherschichten/reaktivmultischichtsysteme.html
Fraunhofer IWS Dresden, Dipl.-Ing. Erik Pflug

E-Mail: erik.pflug@iws.fraunhofer.de, Tel. +49 351 83391-3524

 

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