Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fügen auf Knopfdruck mit maßgeschneiderten Reaktivfolien für unterschiedliche Materialkombinationen

16.10.2012
Müssen zwei Bauteile materialschonend, thermosensitiv, spannungsarm und dazu noch schnell gefügt werden, ist die Wahl der richtigen Wärmequelle entscheidend.
Das Fraunhofer IWS in Dresden hat gemeinsam mit dem Institut für Fertigungstechnik der TU Dresden eine fügezoneninterne Wärmequelle entwickelt, die optimal auf die jeweilige Fügeaufgabe zugeschnitten werden kann. Metalle, Keramiken, Halbleiter, Diamant und neuerdings sogar Polymere lassen sich mit dieser Methode wirkungsvoll verbinden.

Bei der in Dresden entwickelten Methode wird zwischen die beiden zu fügenden Bauteile eine Reaktivfolie eingelegt und durch einen elektrischen Impuls aktiviert. Vor der Aktivierung liegen in der Folie viele Einzellagen aus mindestens zwei verschiedenen Materialien vor. Durch die Aktivierung der Folie wird eine chemische Reaktion in Gang gesetzt, bei der kurzzeitig und lokal begrenzt Energie in Form von Wärme freigesetzt wird. Diese Energie wird genutzt, um innerhalb von Millisekunden eine Verbindung der Bauteile herzustellen ohne dass diese sich signifikant erwärmen. Wie die nachfolgenden Beispiele zeigen, könnte das Fügen auf Knopfdruck damit in naher Zukunft Realität werden.

Die Anwendung der Reaktivfolie zum Fügen ist bisher für das Weichlöten folgender Materialkombinationen demonstriert worden: Messing-Messing, Keramik-Silizium, Invar-Silizium, Silizium-Silizium, Keramik-Edelstahl. Die notwendigen Lote mit Schmelztemperaturen im Bereich von 200 - 300 °C wurden wahlweise auf die Folie oder auf die Bauteile aufgebracht.

Elektrische Zündung einer Reaktivfolie
Foto: Fraunhofer IWS Dresden


Fügung eines Si-Wafers mit Marcor-Glaskeramik unter Anwendung von Reaktivfolie
Foto: Fraunhofer IWS Dresden

Eine wesentliche Weiterentwicklung der reaktiven Fügetechnik wurde durch die Verdopplung der von den Reaktivfolien bereit gestellten Energiemenge erzielt. Somit können nunmehr auch Lote mit Schmelztemperaturen bis knapp oberhalb von 700 °C genutzt werden. Dies erlaubt das Fügen von Bauteilen, die im Einsatzfall einer hohen Temperaturbelastung unterliegen. Darüber hinaus lassen sich mit derartigen Loten auch die Festigkeiten der Verbindungen verbessern.

Innerhalb kürzester Zeit konnten zudem bemerkenswerte Resultate beim Fügen von Polymeren (Kunststoffe, Plastik) mit Reaktivfolien erzielt werden. Hier dient die von den Folien bereit gestellte Energie dazu, die Oberflächen der Polymere direkt aufzuschmelzen, sodass anschließend ein Verschweißen der Polymerbauteile erfolgt. Dass sich die von den Folien gelieferte Wärmemenge präzise durch deren Nanoschichtaufbau steuern lässt, wirkt sich bei diesem Anwendungsfall besonders vorteilhaft aus. So kann einerseits ein Verbrennen der Polymere vermieden und andererseits eine definierte Flüssigphase erzeugt werden.

Ziel kommender Arbeiten ist es, auch Lote mit Schmelztemperaturen oberhalb von 1000 °C nutzbar zu machen. Damit würde insbesondere für das Fügen von Keramiken ein sehr interessanter Temperaturbereich erreicht.

Diese und weitere fügetechnische Innovationen werden am 17. und 18. Oktober 2012 beim ersten Fügetechnischen Symposium „Tailored Joining“ im Internationalen Congress Centrum (ICC) Dresden präsentiert (www.iws.fraunhofer.de/tailoredjoining). Das Symposium wird Besuchern einen Überblick zu modernen Fügeverfahren geben, Verfahrens-Neuentwicklungen zeigen sowie besonders einprägsame Anwendungen in kompakter Form vorstellen.

Im Vorfeld des Fügetechnischen Symposiums "Tailored Joining" findet im ICC Dresden das Lasersymposium FiSC 2012 statt (www.lasersymposium.de). Namhafte Vertreter aus Industrie und Forschung stellen einem internationalen Publikum ihre Ergebnisse im Bereich der Laserentwicklung und Systemtechnik sowie Anwendererfahrungen beim Einsatz brillanter Strahlquellen vor.

Des Weiteren laden die Veranstalter herzlich zum Innovationsabend für mitteldeutsche Unternehmen am 17.10.2012 in das Fraunhofer IWS ein (www.iws.fraunhofer.de/innovationsabend). Den Gästen bieten sich hervorragende Möglichkeiten einen Einblick in die modernen Labore des Fraunhofer IWS zu bekommen. Eindrucksvolle Vorführungen zeigen die vielfältigen Forschungsmöglichkeiten und wirtschaftlichen Perspektiven auf.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Dr. Stefan Braun
Gruppenleiter Röntgen- und EUV-Optik
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Winterbergstr. 28
01277 Dresden
Telefon +49 351 83391-3432
Fax +49 351 83391-3300
stefan.braun@iws.fraunhofer.de
Dr. Ralf Jäckel
Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
Winterbergstr. 28
01277 Dresden
Telefon +49 351 83391-3444
Fax +49 351 83391-3300
ralf.jaeckel@iws.fraunhofer.de
Weitere Informationen:
http://www.iws.fraunhofer.de
http://www.iws.fraunhofer.de/tailoredjoining
http://www.lasersymposium.de
http://www.iws.fraunhofer.de/innovationsabend

Dr. Ralf Jaeckel | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iws.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Nicht nur für die Medizintechnik – neue Methoden zur Silikonisierung von Oberflächen
12.04.2019 | INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena

nachricht Nano-Komposition: Neues Syntheseverfahren für Katalysator-Materialien
04.04.2019 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Explosion on Jupiter-sized star 10 times more powerful than ever seen on our sun

A stellar flare 10 times more powerful than anything seen on our sun has burst from an ultracool star almost the same size as Jupiter

  • Coolest and smallest star to produce a superflare found
  • Star is a tenth of the radius of our Sun
  • Researchers led by University of Warwick could only see...

Im Focus: Neues „Baustein-Konzept“ für die additive Fertigung

Volkswagenstiftung fördert Wissenschaftler aus dem IPF Dresden bei der Erkundung eines innovativen neuen Ansatzes im 3D-Druck

Im Rahmen Ihrer Initiative „Experiment! - Auf der Suche nach gewagten Forschungsideen“
fördert die VolkswagenStiftung ein Projekt, das von Herrn Dr. Julian...

Im Focus: Vergangenheit trifft Zukunft

autartec®-Haus am Fuß der F60 fertiggestellt

Der Hafen des Bergheider Sees beherbergt seinen ersten Bewohner. Das schwimmende autartec®-Haus – entstanden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung...

Im Focus: Hybrid-Neuronen-Netzwerke mit 3D-Lithografie möglich

Netzwerken aus wenigen Neuronenzellen können gezielt künstliche dreidimensionale Strukturen vorgegeben werden. Sie werden dafür elektronisch verschaltet. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, Fehler in neuralen Netzwerken besser zu verstehen und technische Anwendungen mit lebenden Zellen gezielter zu steuern. Dies stellt ein Team aus Forschenden aus Greifswald und Hamburg in einer Publikation in der Fachzeitschrift „Advanced Biosystems“ vor.

Eine der zentralen Fragen der Lebenswissenschaften ist, die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen. Komplexe Abläufe im Gehirn ermöglichen uns, schnell Muster...

Im Focus: Was geschieht im Körper von ALS-Patienten?

Wissenschaftler der TU Dresden finden Wege, um das Absterben von Nervenzellen zu verringern und erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems. Nicht selten verläuft ALS nach der Diagnose innerhalb...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Lernen von der Natur

17.04.2019 | Veranstaltungen

Mobilität im Umbruch – Conference on Future Automotive Technology, 7.-8. Mai 2019, Fürstenfeldbruck

17.04.2019 | Veranstaltungen

Augmented Reality und Softwareentwicklung: 33. Industrie-Tag InformationsTechnologie (IT)²

17.04.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Irdischer Schutz für außerirdisches Metall

18.04.2019 | Verfahrenstechnologie

Erster astrophysikalischer Nachweis des Heliumhydrid-Ions

18.04.2019 | Physik Astronomie

Radioteleskop LOFAR blickt tief in den Blitz

18.04.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics