机器人+搅拌摩擦焊，轻量化制造提速

斯图加特大学材料测试研究所（MPA）新开发的点焊钳“Steppwelder”能够在创纪录的时间内实现高强度铝合金的连接——且无需使用重型的外部支撑装置。技术授权办公室（Technologie-Lizenz-Büro GmbH）正在支持这项已获专利的创新技术进入市场。

其背景是：现代车身制造面临着巨大的创新压力，为了提高电动汽车的续航里程，必须更多地使用高强度但轻质的铝合金以及混合连接（例如铝和钢的组合）。后者可以通过搅拌摩擦焊实现，但研究人员表示，以往的方法在涉及灵活的批量生产时，常常因所需的高工艺力而失败，因为这种高工艺力需要重型、不灵活的支撑装置。

MPA团队在项目负责人Dominik Walz以及发明家Florian Panzer、Stefan Weihe和Martin Werz博士工程师的带领下，已经成功克服了这一障碍。据称，该创新的核心在于由机器人引导的焊钳“Steppwelder”，它带有一个可主动移动的集成式支撑装置。这样就在焊钳框架内形成了一个封闭的力流，从而允许在传统的六轴工业机器人上使用，无需复杂的外部设备。

一个特别的亮点是步进缝焊。通过将短焊缝排列在一起，可以极其快速地完成2D和3D焊接，例如，一条50cm长的焊缝通常可以在2秒内完成，其技术成熟度已经很高。据介绍，一套用于验证试验的完整焊接单元（包括数字孪生）已经准备就绪。

到2026年6月验证阶段结束前，这种机器人搅拌摩擦焊技术预计将在汽车工业、航空航天和机械制造领域达到可市场化的成熟度。

除了经济性方面的优势，“Steppwelder”在可持续性方面也同样出色。因为该工艺无需使用填充材料，不产生烟雾或飞溅，并且能耗极低。同时，它还能在复杂的几何形状（如电池外壳或一体化压铸部件）上实现大幅度的减重。该项目获得了德国联邦教育与研究部（BMBF）约140万欧元的“VIP+”验证资助。