Svetsning är fortfarande standardtekniken för sammanfogning av metaller. Dock, denna mödosamma process som utförs vid höga temperaturer är inte lämplig för alla tillämpningar. Nu, ett forskarlag från arbetsgruppen "Functional Nanomaterials" vid Kiel University, tillsammans med företaget Phi-Stone AG från Kiel, har utvecklat ett mångsidigt alternativ till konventionella svets- och limningsprocesser. Baserat på en speciell etsningsprocess, det gör att aluminium och aluminiumlegeringar kan sammanfogas med varandra såväl som med polymerer, bildar en hållbar och stark fog. De kommer att presentera prototypen för en mobil sammanfogningsenhet på Hannover Messe (23–27 april). De planerar att börja massproduktion i framtiden, efter feedback från kunder.

Vid svetsning, komponenter sammanfogas genom att lokalt smälta dem vid anslutningspunkten. Dock, de höga temperaturer som krävs för detta påverkar materialet i den så kallade värmepåverkade zonen, orsakar såväl strukturella som optiska förändringar. Det kräver också särskilda säkerhetsåtgärder och lämplig kvalificerad personal. I kontrast, Processen som utvecklats av forskargruppen vid Kiel University under ledning av professor Rainer Adelung skonar inte bara materialen som ska fogas, men det är också enklare och mer flexibelt att använda, även på svåråtkomliga platser som hörn eller upp och ner i taket. På bara några minuter, metaller kan vara permanent förbundna med varandra, men också med polymerer.

Teamet tänker sig användningsområden som fartyg, tillverkning av flygplan eller fordon. Processen är särskilt väl lämpad för att i efterhand fästa komponenter i befintliga konstruktioner, till exempel, i det inre av fartyg eller bilar, förklarade Adelung angående möjliga tillämpningar. "De höga temperaturerna vid svetsning kommer att förstöra ytor som redan har behandlats och målats, till exempel. Vår process, å andra sidan, fungerar i rumstemperatur utan särskilda skyddsåtgärder, sa Adelung.

För att kunna koppla ihop metaller, forskargruppen från Kiel använder sin "nanoscale sculpturing"-process för att rugga upp ytan med en exakt elektrokemisk etsningsprocedur, så det är bra, rektangulär krokstruktur skapas på mikrometernivå. När två av dessa behandlade ytor är sammanlåsta med ett lim, en stark led skapas som är mycket svår att bryta.

"Om något överhuvudtaget går sönder, sedan kanske själva limmet eller själva materialet, men inte anslutningspunkten", sa Ingo Paulowicz, styrelseledamot i Phi-Stone AG. "Skulpteringsprocessen i nanoskala öppnar alltså helt nya möjligheter inom skarvteknik, men också helt nya kombinationer av material, såsom aluminium med koppar eller med silikon. Detta kan vara intressant för medicinteknik, till exempel, " tillade Adelung.

För att kunna använda denna sammanfogningsprocess i industrin, Kiel University-teamet och Phi-Stone AG har nu utvecklat en mobil och lättanvänd prototyp som heter "Metalangelo". Med hjälp av skräddarsydda etsceller producerade via 3-D-utskrift, metallytor kan bearbetas exakt vid rumstemperatur. Tillsammans med sina första kunder, de vill inkludera kundernas krav och utveckla prototypen till marknadsberedskap. Två patent har redan registrerats i detta avseende. Namnet på prototypen refererar till renässansskulptören Michelangelo, och betonar grundprincipen för den nya processen:riktad modifiering av ytor - i fallet med forskargruppen från Kiel, dock, metall istället för marmor.