Durchbruch im Roboter-Rührreibschweißen: „Steppwelder“ macht Leichtbau serientauglich
Forschern der Materialprüfungsanstalt (MPA) der Universität Stuttgart ist
es gelungen, das Rührreibschweißen (Friction Stir Welding) in einer neuen
Form für flexible, roboterbasierte Produktionslinien zu erschließen. Die
neu entwickelte Schweißzange „Steppwelder“ ermöglicht das Fügen hochfester
Aluminiumlegierungen in Rekordzeit und ohne schwere externe Gegenhalter.
Die Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH unterstützt nun die Markteinführung
der patentierten Innovation.
Der moderne Karosseriebau steht unter hohem Innovationsdruck: Um die
Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, müssen vermehrt hochfeste
Aluminiumlegierungen und Hybridverbindungen (z. B. Aluminium-Stahl)
eingesetzt werden. Bisherige Rührreibschweiß-Verfahren scheiterten in der
flexiblen Serienfertigung oft an den massiven Prozesskräften, die schwere,
unflexible Gegenhalter erforderlich machten.
Integrierter Kraftfluss und das Steppnaht-Prinzip:
Das Team um Projektleiter Dominik Walz und die Erfinder Florian Panzer,
Stefan Weihe und Dr.-Ing. Martin Werz haben dieses Hindernis überwunden.
Kern der Innovation ist eine robotergeführte Schweißzange mit einem aktiv
verfahrbaren, integrierten Gegenhalter. Dadurch entsteht ein geschlossener
Kraftfluss direkt im Zangengestell, was den Einsatz an herkömmlichen 6
-Achs-Industrierobotern ohne aufwendige externe Vorrichtungen erlaubt.
Ein besonderes Highlight ist das namensgebende „Steppnaht-Prinzip“: Durch
das Aneinanderreihen kurzer Schweißungen können flexible 2D- und 3D-
Verläufe extrem schnell realisiert werden. So wird beispielsweise eine 50
cm lange Naht in nur 1,5 bis 2 Sekunden gefügt.
Hoher Reifegrad und staatliche Förderung:
Die technologische Reife ist bereits weit fortgeschritten. Eine
vollständige Schweißzelle für Validierungsversuche inklusive eines
digitalen Zwillings steht bereit. Das Projekt wird mit rund 1,4 Millionen
Euro durch die Validierungsförderung „VIP+“ des Bundesministeriums für
Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Bis zum Abschluss der
Validierungsphase im Juni 2026 soll die Technologie marktreif für den
Einsatz in der Automobilindustrie, Luftfahrt und dem Maschinenbau sein.
Vorteile für Industrie und Umwelt:
Neben der wirtschaftlichen Effizienz punktet der Steppwelder beim Thema
Nachhaltigkeit: Der Prozess kommt ohne Zusatzwerkstoffe aus, erzeugt weder
Rauch noch Spritzer und arbeitet mit minimalem Energieaufwand.
Gleichzeitig ermöglicht er massive Gewichtseinsparungen bei komplexen
Geometrien wie Batteriegehäusen oder Megacastings.
Verwertung und Lizenzierung:
Die Technologie ist durch Patente in Deutschland und den USA (DE
102018111496 B4, US 11407606 B2) geschützt. Die Technologie-Lizenz-Büro
(TLB) GmbH ist mit der wirtschaftlichen Verwertung beauftragt und bietet
interessierten Unternehmen ab Juli 2026 Möglichkeiten zur Lizenzierung und
Kooperation an.
