機器人+攪拌摩擦焊，輕量化制造提速

斯圖加特大學材料測試研究所（MPA）新開發的點焊鉗“Steppwelder”能夠在創紀錄的時間內實現高強度鋁合金的連接——且無需使用重型的外部支撐裝置。技術授權辦公室（Technologie-Lizenz-Büro GmbH）正在支持這項已獲專利的創新技術進入市場。

其背景是：現代車身制造面臨著巨大的創新壓力，為了提高電動汽車的續航里程，必須更多地使用高強度但輕質的鋁合金以及混合連接（例如鋁和鋼的組合）。后者可以通過攪拌摩擦焊實現，但研究人員表示，以往的方法在涉及靈活的批量生產時，常常因所需的高工藝力而失敗，因為這種高工藝力需要重型、不靈活的支撐裝置。

MPA團隊在項目負責人Dominik Walz以及發明家Florian Panzer、Stefan Weihe和Martin Werz博士工程師的帶領下，已經成功克服了這一障礙。據稱，該創新的核心在于由機器人引導的焊鉗“Steppwelder”，它帶有一個可主動移動的集成式支撐裝置。這樣就在焊鉗框架內形成了一個封閉的力流，從而允許在傳統的六軸工業機器人上使用，無需復雜的外部設備。

一個特別的亮點是步進縫焊。通過將短焊縫排列在一起，可以極其快速地完成2D和3D焊接，例如，一條50cm長的焊縫通常可以在2秒內完成，其技術成熟度已經很高。據介紹，一套用于驗證試驗的完整焊接單元（包括數字孿生）已經準備就緒。

到2026年6月驗證階段結束前，這種機器人攪拌摩擦焊技術預計將在汽車工業、航空航天和機械制造領域達到可市場化的成熟度。

除了經濟性方面的優勢，“Steppwelder”在可持續性方面也同樣出色。因為該工藝無需使用填充材料，不產生煙霧或飛濺，并且能耗極低。同時，它還能在復雜的幾何形狀（如電池外殼或一體化壓鑄部件）上實現大幅度的減重。該項目獲得了德國聯邦教育與研究部（BMBF）約140萬歐元的“VIP+”驗證資助。