Warum eine einfache Verbindung heute „intelligent“ sein kann
Im Kern geht es um eine Fügestelle – also um so etwas Banales wie die Verbindung zwischen zwei Blechen, zum Beispiel Kupfer und Aluminium in einer Batterie oder in der Leistungselektronik. Normalerweise denkt man dabei: Hauptsache, es hält mechanisch und leitet Strom. Fertig.
Aber genau das ist der Punkt: Diese Verbindung ist in Wirklichkeit viel mehr als nur ein einfacher Kontakt. In dieser winzigen Zone entscheidet sich:
Wie viel Strom wirklich fließt (Effizienz),
wie stark sich die Stelle aufheizt (Thermomanagement),
wie sie altert (Langlebigkeit)
und ob sie im Fehlerfall sicher bleibt oder gefährlich wird (Sicherheit).
Die Programmierung der Kontaktstelle
Und jetzt kommt das Faszinierende: Beim laserunterstützten Clinchen wird diese Kontaktzone vor oder während des eigentlichen Fügeprozesses gezielt mit einem Laser behandelt. Nicht um etwas zu schneiden, sondern um die Oberfläche und die Grenzschicht zwischen den Metallen auf Mikro- und Nanoebene zu „designen“.
Man formt also nicht nur ein Blech in ein anderes – man programmiert die Physik der Kontaktstelle.
Durch den Laser erreichen wir ein neues Level an Präzision, das über herkömmliche mechanische Verfahren weit hinausgeht:
- Optimierung der A-Spots: Strom fließt auf mikroskopischer Ebene nicht über die gesamte Fläche, sondern über winzige Kontaktpunkte, die sogenannten „A-Spots“. Durch die Laser-Strukturierung vergrößern wir diese effektive Kontaktfläche massiv und senken den Widerstand.
- Echtes Kaltfügen ohne Versprödung: Im Gegensatz zum Schweißen schmilzt der Laser das Material nicht komplett auf. Wir nutzen die Vorteile eines Kaltfügeverfahrens. Das verhindert, dass sich spröde intermetallische Phasen bilden, die besonders bei der Kombination von Kupfer und Aluminium oft zu Bruchstellen führen.
- Gezieltes Grenzschicht-Design: Je nachdem, wie der Laser eingesetzt wird, entstehen exakt definierte Mikrostrukturen oder modifizierte Oxidschichten. Diese bestimmen, wie sich der elektrische Widerstand verhält – nicht nur jetzt, sondern auch bei extremer Erwärmung oder nach Jahren im Einsatz.
Die Verbindung als Bauteil (Sensor & Schutz)
In manchen Fällen kann die Fügestelle dann sogar so ausgelegt werden, dass sie sich wie ein eingebautes elektrisches Bauteil verhält:
Sie leitet bei Normalbetrieb hervorragend,
wird bei Überlast gezielt hochohmiger (ähnlich einem PTC-Effekt),
oder schützt das System aktiv vor Überhitzung.
Das heißt: Eine einzige mechanische Verbindung kann gleichzeitig Kontakt, Sensor und Schutzfunktion sein – ohne zusätzliche Bauteile.
Fazit: Das Potenzial von Smart Joining
Für Batterien, Leistungselektronik oder moderne Energietechnik ist das ein riesiger Sprung. Denn dort entscheiden oft genau diese unscheinbaren Kontakte darüber, ob ein System effizient und sicher ist oder eben nicht.
Es ist faszinierend zu sehen, wie viel Systemintelligenz heute in etwas so Alltäglichem wie einer Fügestelle stecken kann. Aus einer simplen mechanischen Verbindung wird ein High-Tech-Element, das die Leistung des gesamten Systems definiert.