Laserbasierte Verbindungstechnik für den Spritzgießprozess

摘要

Auf die Frage, wie sich artungleiche Werkstoffe dauerhaft und prozesssicher verbinden und trennen lassen, geben Forscher des Aachener Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik (ILT) jetzt neue Antworten. Als Alternative zu den bevorzugt eingesetzten Klebeverfahren haben sie im Rahmen des HyBri-Light-Projekts einen neuen Fügeprozess entwickelt, der laut ILT-Wissenschaftlerin Kira van der Straeten Kunststoff und Metall per Formschluss und Adhäsion miteinander verbindet. Dazu erzeugt ein Ultrakurzpulslaser zunächst im Metall durch flächiges Abtragen Mikro- und Nanostrukturen in hoher Strukturdichte. Anschließend wird das Metall erhitzt und der Kunststoff über Wärmeleitung plastifiziert. Der geschmolzene Kunststoff fließt in die MikroStrukturen und nach dem Erkalten entsteht eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen den Materialien. Mit diesem Verfahren lassen sich nach ILT-Angaben Hybridbauteile mit einer Zugscherfestigkeit von rund 25 MPa herstellen. Die Forscher führen die vergleichsweise hohen Festigkeitswerte vor allem auf die starke Adhäsionswirkung der Mikro- und Nanostrukturen zurück.