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Die Wissenschaftler um den Projektleiter Manuel Schuster stützen sich dabei auf ein Verfahren, das Anfang der 90er Jahre in England erfunden wurde, um Metalle zu verbinden: das Rührreibschweißen. Der zu Grunde liegende Prozess ist verhältnismäßig einfach, da lediglich ein rotierendes Werkzeug nötig ist. Durch Aufdrücken dieses Pins auf das Bauteil entsteht Reibung. Die dabei erzeugte Wärme plastifiziert das Material, und die Rotation sorgt für ein homogenes Verrühren. Auf diese Weise entsteht eine gleichmäßige und hochbelastbare Schweißnaht.

Nach unzähligen Versuchen ist es dem Team gelungen, mit unverstärktem Kunststoff Nähte zu erzeugen, die über 95 Prozent der Zugfestigkeit des ungestörten Bauteils haben. Auch mit faserverstärkten Bauteilen laufen die Tests vielversprechend.

Die Stuttgarter zeigten damit, dass ihre Methode herkömmlichen Schweißverfahren überlegen ist. Im nächsten Schritt will Schuster die Prozessgeschwindigkeit mit einer externen Aufheizvorrichtung erhöhen. Zudem laufen erste Versuche mit einem ultraschallangeregten Werkzeug, das ebenfalls Wärme in den zu verschweißenden Werkstoff einleitet.

Um das Verfahren einem breiten Markt zugänglich zu machen, soll es sowohl auf Werkzeugmaschinen als auch am Arm eines Industrieroboters Verwendung finden. Anfang nächsten Jahres will das IPA den Prototypen eines robotergestützten Systems vorstellen, das thermoplastische Kunststoffe vollautomatisch verschweißt. Noch vorher, Ende dieses Jahres, wollen die IPA-Forscher ein Handgerät fertigstellen, das sich führen lässt wie eine Stichsäge.

(dl)