Stabile Verbindungen. Dauerhaft.

Diffusionsschweißen

Diffusionsschweißen

Diffusionsschweißen ist ein Fügeverfahren, das aufgrund der hohen Fügequalität immer stärker in den Vordergrund rückt. Für mehrlagige Bauteile mit ebenen, aber auch kegeligen oder sphärischen Kontaktflächen, erzielt das Diffusionsschweißen eine ideale Verbindung. Hierbei wird auf Zusatzwerkstoffe verzichtet. Folglich ist das Verfahren aus Sicht einer potenziellen Querkontamination als „nicht-toxisch“ und „nicht-korrosiv“ anzusehen. Es bedarf keiner aufwändigen Nachreinigung der Komponenten. 

Das Ergebnis ist ein monolithisches Bauteil ohne erkennbare Fügestelle – weder mikroskopisch noch makroskopisch. Das gefügte Bauteil besitzt dieselben Materialeigenschaften wie die Fügepartner selbst.

 

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Der Prozess

Das Diffusionsschweißen erfolgt je nach Anforderung im Fein- oder Hochvakuum. Die Bauteile werden auf die benötigte Prozesstemperatur erwärmt und anschließend uniaxial mit definierten Presskräften beaufschlagt. Der gesamte Fügeprozess findet unterhalb des Liquiduspunktes der Materialien statt – ganz ohne flüssige Phase oder Zusatzwerkstoffe.

Funktionsweise

Durch den Druck werden Rauigkeitsspitzen der Oberflächen geglättet und ein enger Materialkontakt hergestellt. Die Verbindung entsteht durch atomaren Platzwechsel über die Grenzflächen hinweg. Während der Haltezeit unter Druck und Temperatur schließen Diffusionsprozesse und Kornwachstum verbleibende Poren im Gefüge, sodass eine vollständige Ausheilung der Fügenaht erzielt wird.

Die Vorteile

  • Porenfreie, visuell nicht wahrnehmbare Fügestellen
  • Festigkeit der Verbindung nahe der Grundfestigkeit der gefügten Bauteile
  • Höchste Korrosionsresistenz, da keine Fremdwerkstoffe am Fügevorgang beteiligt sind
  • Großflächige Verbunde ohne Verzug
  • Gleich- und verschiedenartige Werkstoffe können verbunden werden
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Innenraum einer Diffusionsschweißofenkammer in blauem Licht mit sichtbaren Pressplatten.

Industrien im Fokus

Die Diffusionsschweißtechnologie bietet ein breites Anwendungsspektrum in unterschiedlichsten Märkten. Da sie das Fügen sowohl kleiner als auch großer Bauteile ermöglicht, profitieren zahlreiche Industriebereiche von diesem Verfahren – darunter Öl & Gas, Chemie, Maschinenbau, Biotechnologie, Pharmazie und viele weitere.

Luft- und Raumfahrt

Diffusionsschweißen ermöglicht das nahtlose Fügen komplexer Bauteile mit maximaler Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit – ideal für extreme thermische und mechanische Belastungen. Das Verfahren ist für eine Vielzahl von Materialien geeignet und wird unter anderem in kompakten Wärmetauschern, Kühlstrukturen sowie Strukturbauteilen der Luft‑ und Raumfahrt und militärischen Elektronik eingesetzt.

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Automotive

Die Technologie zeichnet sich durch rheologisch optimierte Fließkanäle aus, die scharfe Kanten und Bereiche mit suboptimaler Strömung eliminieren. Dies führt zu minimalem Abrieb der Heißkanalverteiler-Fließkanäle, dies selbst bei der Verarbeitung verstärkter Kunststoffe. Die Scherspannung im Polymer wird deutlich reduziert, was die Gesamtqualität der Spritzgussteile erheblich verbessert. Die strömungsoptimierte Kanalgeometrie ermöglicht zudem schnellere Farbwechsel, da Schmelzetrennung und Materialübergang über große Radien erfolgen. Diese Eigenschaften machen das Diffusionsschweißen zu einer Schlüsseltechnologie für emissionsfreie Mobilität und Wasserstoffantriebe und damit zum Wegbereiter einer nachhaltigen Automobilproduktion der Zukunft.

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Halbleiter

Diffusionsschweißen ermöglicht das zuverlässige und präzise Fügen kritischer Komponenten wie Heizerplatten, Kühlplatten und Showerheads. Damit werden höchste Qualitäts- und Leistungsstandards für Anwendungen in der Halbleiterfertigung gewährleistet.

Unsere Technologie ermöglicht zudem die Herstellung von Direkt-Flüssigkeitskühlkomponenten mit kleinsten Konturen und feinsten Strukturen, die effizient und ohne Risiko von Verstopfungen gefügt werden. Dadurch wird eine herausragende Korrosionsbeständigkeit für die anspruchsvollsten Anforderungen der Halbleiterindustrie erzielt.

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Energie

Diffusionsschweißen ermöglicht eine deutliche Reduzierung von Energieverlusten in jedem Wärmeübertragungsprozess. Durch höchste Drücke, überlegene Leistungsdichte und außergewöhnliche Lebensdauer der Komponenten werden extrem effiziente technische Abläufe realisiert, die neue Maßstäbe in der Energiebranche setzen. Zudem ist Diffusionsschweißen ein zentraler Baustein für die Wasserstoffbetankungsinfrastruktur, wie wir sie heute kennen und macht die Energiewende zur Realität.

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Medizin

Diffusionsschweißen mit reinen Ausgangsmaterialien trägt zu sicheren und normgerechten Medizinprodukten bei – von Implantaten und Herzschrittmachern bis hin zu chirurgischen und diagnostischen Instrumenten.

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Das System im Überblick

PVA TePla bietet Diffusionsschweißanlagen für vielfältige Anwendungen an. Unsere Heißpressen erreichen Temperaturen bis 1.350 °C und Presskräfte bis 1.000 Tonnen. Dank Mehrstempeltechnik wird die Kraft gleichmäßig verteilt – für optimale und homogene Ergebnisse. Hochvakuum wird zuverlässig mit Öldiffusionspumpen erzeugt.

Unsere Anlagen bieten maximale Flexibilität und Zuverlässigkeit für anspruchsvolle Diffusionsschweißprozesse.

Neben unserem Portfolio an existierenden Baugrößen und -formen sind selbstverständlich auch vollständig Individuelle Lösungen realisierbar – sprechen Sie uns bitte an!

Wählen Sie Ihren idealen Heizeinsatz

Je nach Werkstoff stehen zwei Heizeinsatztypen zur Verfügung:

  • Graphitheizeinsatz: Ideal für kohlenstoffunempfindliche Materialien, besonders robust, langlebig und wirtschaftlich. 
    Typische Anwendungen: PCHE-Wärmetauscher, Bioreaktoren, Mischbatterien, Heißkanalsysteme.
     
  • Vollmetallischer Heizeinsatz: Perfekt für kohlenstoffempfindliche Werkstoffe wie Titan-, Nickelbasislegierungen, Low-C-Edelstähle und Aluminium. Besonders geeignet für Cooling Plates und ähnliche Bauteile – ohne Oberflächenvorbehandlung.

Nachhaltige Produktion. Made in Europe.

Zum Bau von Standard- und kundenspezifischen Druckkesseln, Komponenten und Vakuumkammern verfügen wir über eine eigene Fertigung in Europa, die vollständig ohne fossile Brennstoffe betrieben wird und damit unserem Nachhaltigkeitsanspruch entspricht.

Die Vorteile im Überblick

  • Schnelle Lieferzeiten: Größere Unabhängigkeit von externen Zulieferern
  • Flexible Anpassungen: Kurzfristige Designänderungen können unmittelbar berücksichtigt werden
  • Verlässliche Materialverfügbarkeit: Konstante Verfügbarkeit hochwertiger Materialien durch Nähe zu langjährigen Partnern
  • Beste Qualität in der Verarbeitung inkl. Normen: Durch die Durchführung von Schweißarbeiten im eigenen Haus kann die Konformität der Verbindungen direkt überwacht werden, was für die Einhaltung von Normen wie UNI EN ISO 3834 unerlässlich ist.
  • Höchste Standards: Selbstverständlich erfüllt unser Werk unsere hohen Anforderungen an Qualität, Sicherheit und Nachhaltigkeit
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Zwei Ingenieure neben einer großen blauen Diffusionsschweißanlage in einer Fertigungshalle.
Nahaufnahme eines Hubzylinders an einer industriellen Heißpressenanlage.
Prozessbehälter mit polierter Innenoberfläche und Schraubenanschlüssen für industrielle Präzisionsanwendungen.

Die Systeme im Überblick

Alu.Bond-Diffusionsschweißofen mit einer Mitarbeiterin am Bedienmonitor.

Alu.Bond

Die Alu.Bond ist eine hybridbeheizte Hochvakuum-Diffusionsschweißanlage mit exzellenter Temperaturhomogenität. Das leitfähige Flächenheizsystem sorgt für hohe Produktivität und einen wirtschaftlichen Fügevorgang Ihrer Aluminiumbauteile – mit bis zu 40 % Energieeinsparung und 25 % kürzeren Prozesszeiten.

Dank des innovativen, kompakten Plug-and-Play-Designs und der wartungsfreundlichen Konstruktion ist diese Anlage ideal, um Bauteile wirtschaftlich und mit maximaler Anlagenverfügbarkeit zu fügen!

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Kompakte Diffusionsschweißanlage mit runder Vakuumkammertür in einer Fertigungshalle.

Ultra.Bond

Die Ultra.Bond-Serie umfasst metall-, molybdän- oder graphitbeheizte Hochvakuum-Diffusionsschweißanlagen mit hervorragender Temperaturgleichmäßigkeit. Ihre Mehrsäulensysteme gewährleisten eine zuverlässige und gleichmäßige Verbindung.

Die Anlagen sind in einer Vielzahl von Größen erhältlich.

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Core.Bond-Heißpresse mit offenem Rahmen und rechteckiger Prozesskammer für Diffusionsschweißanwendungen.

Core.Bond

Die Core.Bond garantiert eine schnelle Amortisation und senkt Ihre Stückkosten.

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