Genaue Kenntnisse über Werkstoffe helfen bei Bearbeitung

Frank Vollertsen

Als Frank Vollertsen 2002 den Leibniz-Preis erhielt, war er noch Professor an der Universität Paderborn, ein Wissenschaftler, der Werkstoffforschung, Lasertechnik und Fertigungstechnologien verband. Seit 2003 ist er Professor im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen und leitet außerdem das BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik, das sich dem Einsatz der Lasertechnik in der Produktion widmet.
10.03.2017, 00:00
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Frank Vollertsen
Von Jürgen Wendler

Als Frank Vollertsen 2002 den Leibniz-Preis erhielt, war er noch Professor an der Universität Paderborn, ein Wissenschaftler, der Werkstoffforschung, Lasertechnik und Fertigungstechnologien verband. Seit 2003 ist er Professor im Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen und leitet außerdem das BIAS – Bremer Institut für angewandte Strahltechnik, das sich dem Einsatz der Lasertechnik in der Produktion widmet. In den vergangenen Jahren hat Vollertsen auf vielen Gebieten geforscht, so beispielsweise auf dem des sogenannten Kaltumformens. Wenn ein Schmied Eisen erhitzt und verbiegt, sprechen Fachleute von Warmumformen. Beim Kaltumformen hingegen wird Material bei Raumtemperatur verformt. Dies hat den Vorteil, dass sich dabei zugleich seine Festigkeit steigern lässt. Der Hintergrund: Metalle sind nicht vollkommen gleichmäßig aufgebaut. Sie lassen sich als Gebilde aus Körnern begreifen, die aus Atomen bestehen und ungleichmäßig geformt sowie unterschiedlich groß sind. Das bedeutet auch, dass das Material nicht überall gleichermaßen fest ist. Beim Kaltumformen können fehlerhafte Stellen verschoben werden. Wichtig ist dies vor allem dann, wenn die Materialmenge besonders klein und Fehler deshalb besonders schwerwiegend sind. Beispiele hierfür liefern winzige Bauteile, wie sie in der Elektronik benötigt werden.

Ein anderes Beispiel für Vollertsens Aktivitäten: Auf seine Initiative ist ein Kompetenzzentrum zum Schweißen von Aluminium eingerichtet worden. Gegenüber Eisen hat Aluminium den Vorteil, dass seine Dichte wesentlich geringer ist. Das heißt: Es ist besonders leicht. Dies macht es unter anderem für den Bau von Flugzeugen und Autos interessant. Hinzu kommt, dass Aluminium nicht rostet. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, Aluminiumteile dadurch zu verbinden, dass man sie überlappen lässt und dann im Verbindungsbereich schraubt oder nietet. Schneller und eleganter ist das Schweißen mit einem Laser. Dabei besteht jedoch die Gefahr, dass im Nahtbereich Risse entstehen. Um dies zu vermeiden, bringen die Forscher zusätzliche Stoffe in das Material ein.

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