04.11.2019
Technologien
Rührreibschweißen: innovativ und emissionsarm
Die innovative und seit zwei Jahrzehnten kontinuierlich optimierte Technik des Rührreibschweißens bietet nicht nur technologische Vorteile, sondern zeichnet sich darüber hinaus durch ein besonders geringes Maß an Emissionen aus. Davon profitieren Anwender und Umwelt gleichermaßen.
Bei thermischen Schweißverfahren muss das Werkstück an der Fügezone aufgeschmolzen werden. Neben möglichen Problemen wie Verzug, Veränderung der Werk-stoffeigenschaften und herabgesetzter Stabilität und Duktilität werden bei herkömmlichen Schweißverfahren auch Schadstoffe abgesondert. Denn beim thermischen Schweißen bildet sich durch Lichtbogen oder Gasflamme ein Schmelzbad und der emittierte Schweißrauch der Schmelzbäder und die verwendeten Schweißgase sind teilweise erheblich gesundheits-, klima- und umweltschädlich.
Beim Rührreibschweißen hingegen wird stets mit Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes gearbeitet. Somit entsteht kein Schmelzbad und auf luftabschließende Schutzgase kann vollständig verzichtet werden. Das Rührreibschweißen reduziert dadurch gesundheits-, umwelt- und klimaschädlicher Emissionen.
Durch eine hohe Effizienz und die minimalinvasive Arbeitsweise ermöglicht das Rührreibschweißen sogar in standardisierten, reproduzierbaren Großserienfertigungen eine CO2-arme Produktion. Der Grund hierfür liegt in der hochspezialisierten Technik, die ganz ohne den Einsatz von zusätzlichen Werkstoffen arbeitet. Die Werkstücke werden zunächst am Fügespalt lediglich durch die Reibungsenergie des Werkzeuges bis kurz unter den Schmelzpunkt erwärmt. Dieses Werkzeug verrührt dann den so plastifizierten Werkstoff der Fügepartner zu einer hochfesten, porenfreien und sogar gasdichten Naht.
Auch darüber hinaus zeichnet sich das Rührreibschweißen durch eine positive Energie- und Ressourcenbilanz aus. Neben dem Verzicht auf Schutz- oder Schweißgas benötigt es keine weiteren Zusatzwerkstoffe wie beispielsweise Draht, mit dem beim thermischen Schweißen der Fügespalt verfüllt wird. Die aufgebrachte Energie wird verlustfrei und unmittelbar in die Produktion von Schweißnähten umgesetzt. Rührreibschweißen weist dadurch unter den Fügeverfahren einen sehr hohen Wirkungsgrad und eine hohe Energieeffizienz auf.
Das Verfahren des Rührreibschweißens eignet sich insbesondere für Leichtmetalle wie Aluminium und seine Legierungen. Viele Produzenten von Teilen für die Mobilitätsindustrie nutzen diese Leichtmetalle. Damit tragen sie bei zur Reduzierung des Gewichts und des Energieverbrauchs von Schiffen, Fahr- und Flugzeugen.
Eine besonders große Bedeutung kommt diesem Aspekt in der Planung und Konstruktion von Technologien in der E-Mobilität zu. Als eines der jüngsten Projekte entwickelt die RRS Schilling GmbH aus der Nähe von Hamburg beispielsweise mit einer Forschungsgesellschaft ein Kühlsystem für Batteriemodule von E-Bussen. Aus Gründen der Effizienz muss hierbei der Energieträger von geringstmöglicher Masse sein, was jedoch die Reichweite der Fahrzeuge reduziert. Um dennoch ihre vollumfängliche Leistung sicherzustellen, ist ein häufiges, kurzes Nachladen an den Endhaltestellen notwendig. Die dabei in den Batterien entstehende Wärme muss dabei über Kühlplatten abgeführt werden. Durch die Verbindung der einzelnen Komponenten mittels Rührreibschweißen wurde nun ein Produkt realisiert, das die Anforderungen an die Kühlleistung optimal erfüllt und bei gleichzeitig das Gewicht auf ein notwendiges Minimum reduziert. So fördert ein umweltfreundlicher Herstellungsprozess die Realisierung einer zukunftsweisenden Technologie.
(Quelle: RRS Schilling GmbH)
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