Zukunftssichere Fügetechnologien für die Industrie

Thermisches Fügen ist ein wichtiger Bestandteil der Kunststoffverarbeitung. In der Automobilindustrie, Medizintechnik und Verpackungsbranche steigen die Anforderungen an Fügeverfahren kontinuierlich. Unternehmen müssen Prozesse effizient gestalten, neue Materialien berücksichtigen und gleichzeitig hohe Qualitätsstandards einhalten. Das Kunststoff-Zentrum SKZ unterstützt die Branche dabei durch Forschung, Entwicklung und praxisorientierte Weiterbildung.

„Im Fokus der industriellen Forschung stehen derzeit insbesondere die Qualitätssicherung durch zerstörungsfreie Prüfverfahren während des Schweißvorgangs sowie die Prozessoptimierung mittels Künstlicher Intelligenz“, erklärt Dr. Gernot Hochleitner, Leiter der Gruppe Thermische Fügetechnologien am SKZ. Darüber hinaus gewinnen neue Ansätze wie das thermische Direktfügen für Hybridverbindungen und der verstärkte Einsatz von Rezyklaten an Bedeutung. Auch die Weiterentwicklung des zweistufigen Laserstrahlschweißens wird zunehmend als Alternative zum etablierten Infrarotschweißen betrachtet.

Unternehmen benötigen robuste und zugleich vereinfachte Fügeprozesse mit einer hohen Prozesssicherheit. Parallel dazu nehmen die Anforderungen an die Bauteile zu, etwa durch enge Toleranzvorgaben, die das Schweißen anspruchsvoller machen. Neue Verfahrensansätze wie die Hybridverbindungstechnik entwickeln sich zudem dynamisch weiter. Das Thermische Direktfügen wird dabei als möglicher Ansatz für Verbindungen zwischen Metall und Kunststoff betrachtet; zum Langzeitverhalten wird jedoch aktuell noch intensiv geforscht.

Zukunftsthema Kreislaufwirtschaft

Ein zentrales Zukunftsthema ist nach Einschätzung des SKZ das sogenannte Entfügen im Sinne der Kreislaufwirtschaft. „Bereits beim Fügen muss berücksichtigt werden, wie sich Komponenten später automatisiert trennen lassen“, so Hochleitner. Dies eröffne neue Möglichkeiten für Reparaturkonzepte und das sortenreine Recycling von Materialien. Vor dem Hintergrund gesetzlicher Vorgaben und steigender Nachhaltigkeitsziele gewinne diese systemische Betrachtung weiter an Relevanz. Entscheidend sei es, das Schweißen nicht isoliert zu betrachten, sondern den gesamten Lebenszyklus eines Produkts – vom Rohstoff über die Fertigung bis zum Lebensende. Entsprechend analysiert das SKZ Materialverhalten, Temperaturprofile und Prozessintegration ganzheitlich.

Das SKZ verfügt über Labore für nahezu alle gängigen Kunststoffschweißverfahren. Unternehmen erhalten Unterstützung bei Produkt- und Prozessentwicklungen sowie bei der Auswahl geeigneter Fügetechnologien. Ergänzend werden Dienstleistungen wie Schweißnahtbewertungen angeboten. Im Fokus stehen dabei anwendungsbezogene, praxisorientierte Lösungen entsprechend dem jeweiligen Bedarf.