Im Geschäftsfeld Fügen des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS Dresden werden seit vielen Jahren innovative Technologien insbesondere zum Laserstrahlschweißen und Kleben entwickelt. Die breite Palette an Technologien wurde in den letzten Jahren um das Rührreibschweißen, das elektromagnetische Pulsfügen und das Laserstrahllöten erweitert. Mit der Einbindung der Faserverbundtechnologien in die Arbeitsgruppe Kleben sowie der Etablierung der Arbeitsgruppe Bauteilauslegung können komplexere fügetechnische Aufgabenstellungen umfangreich und technologieübergreifend bearbeitet werden.

Das Geschäftsfeld Fügen umfasst folgende Organisationseinheiten:

• Laserstrahlschweißen (Leitung: Dr. Dirk Dittrich)
• Kleben und Faserverbundtechnologie (Leitung: Dr. Irene Jansen)
• Sonderfügeverfahren (Leitung: Dr. Jens Standfuß)
• Bauteilauslegung (Leitung: Dr. Axel Jahn)

Die steigenden Anforderungen an den Leichtbau sowie der Trend zu immer ausgefeilteren Werkstoffkombinationen stellt die Fügetechnik vor neue Herausforderungen. Sonderfügeverfahren wie das Rührreibschweißen sowie das elektromagnetische Pulsfügen sind hierzu sehr erfolgversprechende Technologien. Dazu wurden in den letzten Jahren gemeinsam mit Partnern angepasste Systeme ausgelegt und in den Laborräumen des Fraunhofer IWS installiert. Mit einer hochmodernen Systemtechnik für unterschiedlichste Fügetechnologien, dem herausragenden werkstofftechnischen Know How sowie angepassten Auslegungskonzepten sind somit Kundenlösungen aus einer Hand möglich.

Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer IWS im Geschäftsfeld Fügen sind bisher die Arbeiten zum Laserstrahlschweißen in der Fertigung von metallischen Flugzeugrumpfstrukturen, welche in enger Kooperation mit dem Airbus-Konzern bis zur Industriereife weiterentwickelt wurde. »In der Flugzeugherstellung besteht wegen der hohen Anforderungen im Hinblick auf Gewichts- und Kostenoptimierung ein enormes Potenzial für neue Fügetechnologien«, sagt Dr. Jens Standfuß. »Im nächsten Entwicklungsschritt ist es nun unser Ziel, das Rührreibschweißen zum Fügen von großformatigen, biegeschlaffen 3D-Schalen einzusetzen. Dies bedingt ein neuartiges Maschinenkonzept und eine daran angepasste intelligente Spanntechnik. Im Rahmen der Luftfahrtforschungsprogramme IV und V werden wir am Fraunhofer IWS Dresden ein Maschinenkonzept entwickeln, welches das Fixieren, Positionieren, Fräsen sowie das anschließende Rührreibschweißen solcher großformatiger, biegeschlaffer 3D-Schalen in einer Aufspannung ermöglicht.«

Dresden versammelt in einzigartiger Art und Weise verschiedene Kompetenzen im Bereich fügetechnischer Verfahren. Daher wurde vom Fraunhofer IWS in Kooperation mit der TU Dresden und der HTW Dresden das Fügetechnische Zentrum »Tailored Joining« ins Leben gerufen. Anwender erhalten hier einen Überblick über Möglichkeiten und Grenzen diverser Fügeverfahren, über Neuentwicklungen und industriebezogene Lösungen.

Herr Dr. Standfuß studierte nach seiner Lehre als Stahlwerker 1988-1993 an der TU Bergakademie Freiberg bzw. der TU Dresden im Studiengang Werkstoffwissenschaft. 1998 promovierte er an der Technischen Universität Dresden mit dem Thema »Zur Dauerschwingfestigkeit von laserstrahlgehärteten Vergütungsstählen«. Seit 1999 leitet Herr Dr. Standfuß die Arbeitsgruppe Laserstrahlschweißen und trägt entscheidenden Anteil am Aufbau der Arbeitsgruppen Sonderfügeverfahren und Bauteilauslegung.