MoReBond

Modellbasiertes reaktives Fügen zur Erhöhung der Prozesssicherheit und -zuverlässigkeit (MoReBond)

Motivation

Seit einigen Jahren werden reaktive Multischichtsysteme (RMS) intensiv untersucht, damit sie in der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) für unterschiedliche Komponenten eingesetzt werden können. Zwar ist das grundlegende Prinzip schon länger bekannt, aber für spezifische Anwendungen in der AVT sind noch viele offene Fragen zu klären. Der Auswahl und der Dimensionierung der RMS und der Lotschichten kommt eine besondere Bedeutung zu, da eine räumlich und zeitlich falsch dosierte Energieverteilung entweder zu Schäden im Bauteil oder zu geringen Festigkeiten der Fügeverbindung führen kann. In der Regel erfolgt die Dimensionierung jedoch nur auf der Basis von Erfahrungswerten aus einer begrenzten Anzahl von Vorversuchen oder letztlich auf verfügbaren RMS-Standardfolien. Ein sicherer und zuverlässiger Fügeprozess ist somit nicht immer gewährleistet und die Potentiale der RMS-Technologie bleiben teilweise ungenutzt.
 

Ziele und Vorgehen

Ziel des AiF-Projekts ist die Erlangung eines tieferen Prozessverständnisses des reaktiven Fügens, insbesondere hinsichtlich der dynamischen Aspekte. Durch eine möglichst exakte Modellierung unter Einsatz moderner numerischer Simulationstools und deren Optimierung sollen die räumliche und zeitliche Wärme- und Spannungsverteilung sowohl innerhalb der Fügezone als auch im angrenzenden Bauteil ermittelt werden, um die optimalen RMS-Eigenschaften und die Prozessparameter beim reaktiven Fügen ohne vorherige, aufwändige Versuchsreihen zu finden. Ein anschließender Vergleich der praktischen Fügeversuche mit den Simulationen dient der Rückkopplung auf die Eingangsdaten der Modellierung. Bei erfolgreicher Verifizierung der Simulationsergebnisse werden ausgewählte Demonstratoren erstellt. Abschließend werden die gesammelten Erkenntnisse in einem Prozesshandbuch zusammengefasst.
 

Innovationen und Perspektiven

Durch den Aufbau eines umfangreichen Simulationsmodells soll das vollständige Potential der RMS aufgezeigt werden. Somit soll der Weg geebnet werden, die RMS-Technologie in einem weiten Anwendungsspektrum, wie z.B. der Mikrosystem- und Medizintechnik oder im Automobil- und Leichtbaubereich, einsetzen zu können.