Innovation bei Wärmeableitungssystemen für die Beleuchtung

In der modernen Beleuchtungstechnik stellt das Wärmemanagement eine der größten Designherausforderungen dar.
Hochleistungs-LEDs erzeugen zwar Energieeffizienz und eine lange Lebensdauer, erzeugen aber eine erhebliche Menge an konzentrierter Wärme, die effektiv abgeleitet werden muss, um Leistungseinbußen oder Schäden an elektronischen Bauteilen zu vermeiden.

In diesem Zusammenhang ersetzen thermisch leitfähige thermoplastische Compounds zunehmend traditionelle Kühlkörper aus Metall und bieten geringes Gewicht, Designfreiheit und reduzierte Produktionskosten.

Das Whitecroft Lighting Projekt: Kühlkörper aus leitfähigem Technopolymer

Das britische Unternehmen Whitecroft Lighting, das sich auf Beleuchtungslösungen für öffentliche und private Räume spezialisiert hat, hat thermisch leitfähige Compounds von LATI für die Herstellung von Kühlkörpern für die Lampenserie Mirage 3 eingesetzt.

Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit folgenden Unternehmen entwickelt:

  • Protool Plastics Group, Spezialist für Spritzguss von technischen Materialien,
  • und LATI Industria Termoplastici mit über zwanzig Jahren Erfahrung in der Entwicklung von thermisch leitfähigen Compounds für industrielle Anwendungen.

LATICONTHER 62 GR/50: Leistung und Zuverlässigkeit

Für die Kühlkörper wurde das Compound LATICONTHER 62 GR/50 ausgewählt, ein mit 50 Gew.-% Graphit gefülltes PA6, das eine Wärmeleitfähigkeit von über 10 W/mK gewährleistet.

Haupteigenschaften des LATICONTHER 62 GR/50 Compounds

Eigenschaft

Typischer Wert

Technischer Vorteil

Polymermatrix

Polyamid 6 (PA6)

Ausgezeichnete Stabilität und Verarbeitbarkeit

Leitfähiger Füllstoff

50 Gew.-% Graphit

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Wärmeleitfähigkeit

> 10 W/mK

Effiziente Wärmeableitung

Dichte

1,8 g/cm³

Leichter als Aluminium

Produktionsprozess

Spritzguss

Hohe Produktivität und Maßgenauigkeit

Dieses Material, das sich bereits im Beleuchtungssektor etabliert hat, bietet ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Wärmeleitfähigkeit, Steifigkeit und Dimensionsstabilität und ist somit ideal für kompakte und leistungsstarke Kühlkörper.

Designsimulation und -optimierung

Der Erfolg des Projekts wurde durch einen integrierten Ansatz zwischen Design und Simulation ermöglicht.
LATI führte eine numerische Simulation des Formgebungsprozesses und der thermischen Leistung durch und optimierte die Kühlkörpergeometrie, um den Wärmeaustausch zu maximieren und die Verformung während der Produktion zu reduzieren.

Parallel dazu verwaltete die Protool Plastics Group die Werkzeugvoreinstellung und die Prozessparameter, um die Qualitätskonsistenz und Zuverlässigkeit der endgültigen Komponente sicherzustellen.

Das Ergebnis ist ein effizientes und industrialisierbares Ableitungssystem, das für LED-Lampen über 4000 Lumen geeignet ist und die thermische Leistung von Metall mit den Vorteilen von technischen Kunststoffen kombiniert.

Vorteile von thermisch leitfähigen thermoplastischen Compounds

Die Verwendung von thermisch leitfähigen thermoplastischen Compounds als Alternative zu Metallen bietet zahlreiche Design- und Produktionsvorteile:

Vorteil

Beschreibung

Gewichtsreduzierung

Bis zu 50 % im Vergleich zu Aluminium

Designfreiheit

Komplexe Geometrien und funktionale Integration

Kosteneffizienz

Eliminierung von mechanischen Nachbearbeitungen

Elektrische Isolierung

Sicherheit und Kompatibilität mit LED-Schaltungen

Nachhaltigkeit

Recyclingfähigkeit und geringere Umweltbelastung

Diese Materialien ermöglichen die Kombination von thermischer Leistung mit Designflexibilität und vereinfachen die Herstellung von fortschrittlichen Beleuchtungskörpern.

Ergebnisse und Anwendungen

Die Mirage 3 Serie wurde 2020 erfolgreich in drei verschiedenen Größen auf den Markt gebracht, die alle auf LATICONTHER Polymer-Kühlkörpern basieren.
Die Ergebnisse bestätigten die thermische und mechanische Stabilität des Systems mit kontrollierten Betriebstemperaturen auch in kompakten LED-Konfigurationen.

Diese Technologie hat sich als besonders geeignet erwiesen für:

  • LED-Leuchten für architektonische oder industrielle Zwecke,
  • Deckenleuchten und Projektoren für Krankenhäuser und Schulen,
  • Außenbeleuchtung und intelligente Beleuchtungssysteme.

Fazit

Entdecken Sie das LATI-Sortiment an thermisch leitfähigen thermoplastischen Compounds, die für Kühlkörper, elektronische Bauteile und industrielle Kühllösungen entwickelt wurden.
Erfahren Sie mehr über technische Daten und Anwendungen unter www.lati.com.

FAQ – Thermisch leitfähige thermoplastische Compounds

  1. Was unterscheidet ein leitfähiges thermoplastisches Compound von einem metallischen Werkstoff?
    Es bietet eine ähnliche Wärmeableitungskapazität, jedoch mit geringerer Dichte, reduzierten Kosten und größerer Designfreiheit.
  2. Welche Füllstoffe verbessern die Leitfähigkeit in Thermoplasten?
    Graphit, Kohlenstofffasern, Bornitrid und Aluminiumoxid gehören zu den gängigsten Füllstoffen.
  3. In welchen Anwendungen werden diese Compounds eingesetzt?
    LED-Kühlkörper, elektronische Bauteile, Batteriegehäuse und wärmeexponierte Strukturteile.