Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Effiziente und gezielte Oberflächenbehandlung mittels Laserstrahlung für prozesssicheres Metall-Ultraschallschweißen

Das Metall-Ultraschallschweißen (M-USS) ist ein etabliertes Schweißverfahren für die Fertigung von elektrischen Bauteilen und Komponenten. M-USS gilt als besonders oberflächensensitiv, trotzdem sind keine allgemeingültigen Kennwerte zur Charakterisierung der Schweißeignung bekannt. Bis dato gibt es keine zerstörungsfreie Prüfung, was eine aufwändige Kontrolle der Prozesseingangsgrößen nötig macht. Eine Bauteilreinigung vor dem Prozess ist gewöhnlich notwendig, zum Erzielen einer konstanten Qualität muss der Reinigungsprozess jedoch an den Zustand des ungereinigten Bauteils und an die gewünschte Oberfläche angepasst werden. Der Einsatz von „Reinigungslasern“ als robustes Verfahren mit hohem Potential für das M-USS wurde bisher nicht untersucht. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung einer Laserbehandlung, die Untersuchung der Wechselwirkungen mit dem M-USS und der insgesamt erzielbaren Prozessfähigkeit. Zudem sind die Möglichkeiten einer inlinefähigen Qualitätssicherung der Behandlung zu evaluieren. Eine Steigerung des Verständnisses der Oberflächeneinflüsse auf das M-USS, deren Spezifikation und Messmethoden sind zu erwarten. Der kmU Nutzerkreis der Projektergebnisse umfasst primär die Anwender des M-USS sowie deren Kunden und Zulieferer. Darüber hinaus profitieren Hersteller von Laserbehandlungssystemen, Messgeräten zur Oberflächencharakterisierung, der Schweißanlagen, aber auch Prozessentwickler und Prüfdienstleister. Produzierenden kmU steht mit dem Projekt das notwendige Knowhow zur Oberflächencharakterisierung und -einstellung zur Verfügung, für die keine Investition in Expertise und Entwicklungsarbeit notwendig ist. Damit profitieren kmU überproportional von den Projektergebnissen und können ihre Fertigungstiefe durch die Substitution chemischer Reinigungsprozesse steigern. Für spezialisierte KMU aus der Branche der Lasersystemhersteller und der Prüftechnik ergibt sich die Möglichkeit neue, lukrative Geschäftsfelder zu erschließen.