CeraJoin

CeraJoin - Fügen von keramischen Bauteilen durch laserinduziertes Löten- Entwicklung neuer Simulationstools zur Einbindung des Werkstoffverhaltens

• Forschungszentrum Jülich GmbH
• Robert Bosch GmbH
• CADFEM GmbH
• CeramTec AG
• SCHOTT Electronic Packaging GmbH
• RWTH Aachen, Institut für Gesteinshüttenkunde (GHI)
• RWTH Aachen, Institut für Werkstoffanwendungen im Maschinenbau (IWM)

Das Verfahren des laserinduzierten Lötens stellt für keramische Bauteile eine Fügetechnologie dar, die aufgrund ihrer nachgewiesenen Vorteile (kurze Prozesszeiten, lokalen Energieeintrag sowie die Möglichkeit auch komplizierte Teile zu verbinden) ein hohes Anwendungspotenzial besitzt.

Dabei werden unter Einwirkung eines geeigneten Laserstrahles die Fügezonen definiert erwärmt und mit Hilfe eines auf die zu fügenden keramischen Bauteile abgestimmten Lotes die Fügepartner schlüssig verbunden. Sowohl die spezifischen material- und energieabhängigen Kenngrößen als auch die Geometrie der keramischen Komponenten beeinflussen entscheidend den Prozessablauf.

Im Rahmen des Projektes werden an der TU Dresden schwerpunktmäßig die Wechselwirkungen zwischen Laserstrahlung und Keramiken bzw. zwischen Laserstrahlung und Glaslot experimentell untersucht. Daraus ableitend wird ein mathematisches Modell zur Beschreibung dieser Interaktionen erstellt und verifiziert, womit die in der Fügezone herrschenden Temperaturen während des Laserfügens hinreichend genau beschrieben werden können. Der Modellierung werden u.a. optische Charakteristika der zu untersuchenden Keramiken (Al2O3, ZrO2, SiC), wie z.B. deren temperaturabhängigen Reflexion, Absorption und Transmission von Strahlungen, zugrunde liegen.