26.09.2017

News

Aluminium – Das Material der Wahl

Kühllösungen von CTX aus Aluminiumlegierungen oder Reinaluminium


Aluminium-Druckgusskühlkörper

Aluminium ist leicht und besitzt je nach Legierung eine gute bis sehr gute Wärmleitfähigkeit:

  • Aluminium-Druckgusslegierungen: 96 W/mK
  • Aluminium-Stranggusslegierungen: 155 und 200 W/mK
  • Reinaluminium (AL1070/AL1050 ~ 99,5 %): 226 W/mK

Das prädestiniert das Leichtmetall geradezu für den Einsatz als Kühlkörpermaterial für Standard- und Hochleistungskühllösungen.

Das CTX-Kühlkörperportfolio umfasst vielfältigste Standard- und applikationsspezifische Kühllösungen aus Aluminium und Aluminiumlegierungen. Dazu zählen einfache Aluminium-Druckgusskühlkörper ebenso wie leistungsstarke Profilkühlkörper aus Aluminium-Stranggusslegierungen und kaltfließgepresste Stift-Rippen-Kühlkörper aus Reinaluminium.

 

Druckgusskühlkörper und kühlende Gehäuse aus Aluminium

Für die Kühlkörper-Gestaltung bietet das Druckgussverfahren viele Freiheiten und erlaubt die Realisierung nahezu jeder anwendungsspezifischen Kühlkörperform. Dabei sind Aluminiumdruckgussteile leicht und halten von allen Druckgusslegierungen den höchsten Betriebstemperaturen stand. Sie leiten nicht nur Wärme gut ab, sondern zeichnen sich auch durch besondere Festigkeit, Biegesteifigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Da Aluminiumdruckgusslegierungen zudem ausgezeichnete EMV-Eigenschaften besitzen und sehr leicht sind, eignen sie sich ideal als Material für individuelle Elektronikgehäuse.

Durch ein spezielles Produktionsverfahren – das High Density Die Casting – lassen sich zudem die thermischen und mechanischen Eigenschaften der Druckgusslegierungen soweit optimieren, dass die auf diese Weise gefertigten Kühlkörper zur Kühlung von Leistungselektronik verwendet werden können. Allerdings lohnt sich die Herstellung von Druckgusskühlkörpern bzw. Gehäusen aus Druckgusslegierungen aufgrund der anfallenden Werkzeugkosten erst bei hohen Stückzahlen.

 

Profilkühlkörper aus Aluminiumstranggusslegierungen

Typische Vertreter der extrudierten Kühlkörper aus Aluminiumstranggusslegierungen sind Rippen-, Lamellen-, Kammprofil- und Fingerkühlkörper. Dabei sind ihre Größen und Ausführungen so vielfältig wie ihre Einsatzgebiete. Diese reichen von der Kühlung von Halbleitern in kleinen Satellitenreceivern bis zur Kühlung von Hochleistungs-IGBTs in bahntechnischen Anwendungen. CTX bietet hierfür sowohl ein umfassendes Angebot an Standardprofilkühlkörpern in den gängigen Größen als auch applikationsspezifische Kühllösungen. Alle Profilkühlkörper können auf Wunsch nach Zeichnungsvorgabe CNC-bearbeitet werden, um auf diese Weise den Wärmeübergangswiderstand zu minimieren. Zusätzlich lassen sich die thermischen und mechanischen Eigenschaften der Kühlkörper durch eine entsprechende Oberflächenveredlung optimieren.

 

Modular aufgebaute hartgelötete Hochleistungskühlkörper

Die modularen Kühlkörper werden aus einzelnen Lamellenelementen aus Aluminium-Stranggusslegierungen anwendungsspezifisch aufgebaut. Die Verbindung der Einzelelemente erfolgt durch Hartlöten. Dieses Verfahren vernetzt die Kühlkörperkomponenten auf molekularer Ebene und verhindert damit die üblicherweise beim Verkleben oder Kaltverschweißen entstehenden mechanischen oder thermischen Lücken an der Kühlrippenbasis. Hartgelötete Hochleistungskühlkörper sind um bis zu 40 % leichter und kompakter als Aluminium-Druckgusskühlkörper. Sie erreichen fast die gleiche Kühlleistung wie Flüssigkeitskühlkörper, sind jedoch deutlich günstiger in der Anschaffung. Dabei können sie in fast allen industriellen Bereichen eingesetzt werden, selbst zur Kühlung stark vibrierender Motoren.

 

Kaltfließgepresste Kühlkörper – ideal für die LED-Kühlung

Kaltfließgepresste Kühlkörper aus Reinaluminium besitzen von allen Aluminium-Kühlkörpern die höchste thermische Leitfähigkeit und damit bei gleichem Kühlkörper-Design und -Volumen eine deutlich höhere Kühlleistung als ein Aluminium-Druckguss- oder Profilkühlkörper. Sie können daher wesentlich kleiner dimensioniert werden. Eingesetzt als LED-Kühllösung tragen sie auch zur kompakteren Gestaltung der Leuchten und des Zubehörs und somit zu einer deutlichen Kosteneinsparung bei. Zugleich ist ein kaltfließgepresster Aluminium-Kühlkörper zweimal leichter als ein Aluminium-Druckgusskühlkörper. Da auch die Werkzeugkosten rund 10 bis 20 % unter denen für Druckgussverfahren liegen, sind kaltfließgepresste Kühlkörper trotz des Einsatzes des teureren Reinaluminiums insgesamt um 20 % günstiger als die bisher zu diesem Zweck verwendeten Aluminium-Druckgusskühlkörper.

 

CTX mit umfassendem Produktprogramm

Neben den näher vorgestellten Kühlkörpern aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen bietet CTX noch zahlreiche weitere Kühllösungen aus Aluminium an. Darunter finden sich Flüssigkeitskühlkörper, Leiterplattenkühlkörper, Embedded Lösungen sowie Brazed-Kühlkörper.