Schweißen von mehrdimensionalen und strukturierten Folienstapeln

Vorhabenbeschreibung:

Bauteile für Technologien zur Energierückgewinnung, Rektifikationsprozesse und/oder Umwelttechnik bspw. Katalysatoren bestehen z.T. aus mehreren Lagen von strukturierten Folien mit Wandstärken von ?200 µm. Eine Effizienzsteigerung bei der Energierückgewinnung ist u.a. durch eine Reduzierung der Wandstärke erreichbar. Derzeit wird die minimal erreichbare Wandstärke durch die eingesetzte Verbindungstechnologie (u.a.Kleben) begrenzt. Das Vorhaben setzt sich zum Ziel, mehrdimensionale und strukturierte Folienstapel stoffschlüssig zu verbinden, um eine Reduzierung der Wandstärke zu erreichen und die Taktzeit bei der Herstellung solcher Stapel zu senken. Dabei steht die Entwicklung eines bildunterstützten laserbasierten Fügeprozesses im Zentrum, um dieser Problemstellung mittels Strahlschweißen zu begegnen. Der Fokus ist gerichtet auf Materialien mit geringem Absorptionsgrad im IR-Bereich und hoher Wärmeleitfähigkeit bei Folienstärken von ?200 µm. Um die hohen Anforderungen an den Fügeprozess zu gewährleisten, wird durch einen örtlich/zeitlich schnell veränderlichen Energieeintrag eine sichere Anbindung der Kontaktflächen im Vergleich zum einfachen Punktschweißen erreicht. Die Bestimmung der verdeckt liegenden Kontaktpunkte erfolgt durch eine multimodale bildgebende Sensorik (3D+Wärmebild) mit dem Ziel einer exakten Bestimmung der Soll-Schweißpunkte. Die angestrebten Ergebnisse stellen vor allem für KMU´s neue Erkenntnisse und Entwicklungsmöglichkeiten zur Verfügung. So wäre eine erfolgreiche Überführung der Technologie in einen automatisierten Coil- (u.a. Rotationswärmetauscher) oder Stapelprozess (u.a. Strukturpackungen) ein Alleinstellungsmerkmal. Dadurch kann den KMU´s eine teilweise Kompensation des schwindenden Wettbewerbsvorteiles ermöglicht werden. Diese ergibt sich aus einer wissenschaftlich abgesicherten Entwicklung einer Prozessstrategie zum Schweißen von mehrdimensionalen und strukturierten Folienstapeln, sowie einer Echtzeit-Bestimmung der Soll-Schweißpunkte.