La sfida della gestione termica nei LED ad alta potenza
L’evoluzione dei sistemi di illuminazione a LED ha portato alla creazione di dispositivi sempre più potenti e compatti, in grado di sostituire le sorgenti tradizionali in ambito industriale, pubblico e architettonico.
Tra le tecnologie più diffuse spiccano i LED COB (Chip On Board), che uniscono più diodi su un unico substrato per ottenere un’emissione luminosa intensa e omogenea.
I vantaggi sono evidenti — alta densità luminosa, minor numero di componenti e maggiore efficienza ottica — ma la gestione termica diventa una sfida cruciale.
Le temperature di giunzione dei LED possono raggiungere 150°C, e il surriscaldamento riduce significativamente la vita utile del dispositivo.
Tradizionalmente, i dissipatori sono realizzati in alluminio o leghe metalliche, ma oggi i compound termoconduttivi per LED offrono un’alternativa innovativa e sostenibile, combinando alte prestazioni termiche con leggerezza e libertà progettuale.
LED COB e dissipatori in tecnopolimero: il caso Electromagnetica
L’azienda rumena Electromagnetica, specializzata in apparecchiature elettriche e di illuminazione, ha sperimentato una soluzione d’avanguardia per il proiettore industriale CASTOR 2M, dotato di due moduli LED COB per una potenza complessiva di circa 70 W.
L’obiettivo era garantire:
- Affidabilità operativa fino a 45°C ambiente,
- Raffreddamento passivo in convezione naturale,
- Stabilità termica e meccanica del corpo illuminante,
senza ricorrere a dissipatori metallici.
La soluzione è stata trovata nel LATICONTHER 62 GR/70, un compound termoconduttivo su base PA6 caricato con grafite al 70%, sviluppato da LATI Industria Termoplastici.
LATICONTHER 62 GR/70: prestazioni termiche superiori
Il compound termoconduttivo per LED scelto da Electromagnetica garantisce un equilibrio ottimale tra conducibilità, resistenza e processabilità.
Caratteristiche tecniche principali:
- Conduttività termica: fino a 10 W/m·K, stabile anche ad alte temperature.
- Carica conduttiva: 70% di grafite selezionata a elevata purezza.
- Stabilità termica: funzionamento continuo da -30°C a +100°C.
- Densità: circa la metà dell’alluminio, con significativa riduzione di peso.
- Basso ritiro e alta stabilità dimensionale, ideali per l’assemblaggio meccanico.
- Compatibilità con processi di verniciatura e finitura superficiale.
Le misure di laboratorio hanno confermato un’efficienza termica reale fino a 10 W/m·K, indipendente dall’orientamento dei flakes grafitici, con prestazioni nettamente superiori rispetto ai compound concorrenti.
Progettazione termica e ottimizzazione geometrica
La riuscita del progetto CASTOR 2M ha richiesto una progettazione termica accurata.
Gli ingegneri hanno ottimizzato:
- spessore della base del dissipatore,
- forma e passo delle alette,
- interfaccia termica tra PCB e corpo in tecnopolimero.
In questo modo è stato possibile mantenere la temperatura di giunzione dei LED al di sotto degli 80°C, garantendo un flusso luminoso minimo di 8000 lumen e una durata operativa prolungata.
Confronto tra materiali per dissipatori
| Proprietà | Alluminio | Leghe metalliche | LATICONTHER 62 GR/70 |
| Conduttività termica (W/m·K) | 237 | 150 | 10 |
| Densità (g/cm³) | 2,7 | 3,0 | 1,3 |
| Lavorabilità | Asportazione truciolo | Fusione o pressofusione | Stampaggio a iniezione |
| Capacità termica | Media | Media | Elevata |
| Peso relativo | 100% | 110% | 50% |
| Costo unitario | Medio | Alto | Competitivo |
Oltre a dissipare efficacemente il calore, il compound plastico consente un’integrazione funzionale dei componenti, riducendo il numero di pezzi da assemblare e semplificando la produzione.
Efficienza e sostenibilità
Oltre ai vantaggi tecnici, l’uso di un compound termoconduttivo per LED consente:
- Riduzione del peso complessivo del prodotto, utile per il trasporto e l’installazione.
- Eliminazione della corrosione, grazie alla natura non metallica del materiale.
- Possibilità di riciclo o recupero energetico del manufatto a fine vita.
- Maggiore libertà di design, con forme complesse difficili da ottenere nei metalli.
Il risultato è un proiettore IP65 leggero, efficiente e con finitura estetica di alto livello, verniciato per cataforesi direttamente sul tecnopolimero.
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FAQ – Compound termoconduttivo per LED
- Perché usare un compound termoconduttivo invece dell’alluminio?
Per ridurre peso, costi e complessità produttiva, mantenendo un’elevata capacità di dissipazione termica. - Qual è la conduttività termica del LATICONTHER 62 GR/70?
Circa 10 W/m·K, valore elevato per un tecnopolimero e stabile anche ad alte temperature. - I dissipatori in tecnopolimero sono adatti a LED COB?
Sì, se correttamente progettati: garantiscono raffreddamento efficiente, lunga durata e libertà di design.
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