Schweißen ohne Wärme: Benedikt Niessen hat erfolgreich promoviert

Am 11.10.2022 fand die erfolgreiche Disputation unseres ehemaligen wissenschaftlichen Mitarbeiters Benedikt Niessen statt. Seine Dissertation trägt den Titel „Untersuchungen zur Robustheit von Kollisionsschweißprozessen bei minimalem Energieeintrag“.

Für die moderne Fertigungstechnik sind zunehmend leichte und smarte Bauteile erforderlich. Ein Ansatz besteht darin, unterschiedliche Werkstoffe zu verbinden, um so optimale Eigenschaften zu erreichen. In seiner Arbeit zeigt Niessen einen neuen Weg auf, unterschiedliche Werkstoffe mittels Kollisionsschweißen innovativ zu verbinden. Das hochreaktive metallische Grundmaterial wird hier durch die Kollision der Fügepartner unter hohen Aufprallgeschwindigkeiten freigelegt. Allerdings erfolgt die Auslegung aufgrund fehlenden Wissens über die beteiligten Mechanismen meist empirisch, was teuer und zeitaufwendig ist.

Um die Grundlagen dieses Verfahrens zu verstehen, wurden experimentelle Arbeiten an einem eigens dafür entwickelten Versuchsstand durchgeführt. Darin werden Metallproben an Rotoren befestigt, die sich bei Aufprallgeschwindigkeiten von bis zu 500 Metern pro Sekunde treffen. Wenn die Metalle miteinander kollidieren, werden die Oxidschichten und Verschmutzungen der Oberflächen weggesprengt, so dass diese miteinander reagieren können und sich eine metallische Bindung ausbildet. Eine besondere Kamera macht es möglich, Hochgeschwindigkeitsaufnahmen vom Aufprall anzufertigen und so den Prozess umfassend zu untersuchen.

Niessen ist mit seiner Forschungsarbeit den grundlegenden Phänomenen bei diesen Fügeprozessen auf die Spur gegangen. Dank faszinierender Zeitlupenanalysen konnte er die Vorgänge zeitlich hochauflösend abbilden und die Modellbildung für diese Fügeprozesse im Rahmen des Schwerpunktprogramm 1640 „Fügen durch plastische Deformation“ vorantreiben. Mit seiner Arbeit ermöglicht er nun ein erhöhtes Prozessverständnis und die Reduktion von Unsicherheiten in der industriellen Anwendung.

Das PtU bedankt sich bei Benedikt Niessen für sein langjähriges Engagement und wünscht ihm für seine berufliche und private Zukunft alles Gute und viel Erfolg.