Zwischen Realität und falschen Mythen sind hier einige Empfehlungen, wie sich die Eigenschaften wärmeleitender Compounds bestmöglich nutzen lassen.
Fast zehn Jahre nach ihrer Markteinführung kann der Erfolg der thermoplastischen Compounds mit verbesserter Wärmeleitfähigkeit als gesichert angesehen werden. Trotz des unvermeidlichen anfänglichen Misstrauens und der Schwierigkeiten, die mit der Verwendung solcher Materialien verbunden sind, haben heute viele Hersteller technischer Compounds mindestens eine Typenreihe für das Spritzgießen von Bauteilen mit verbesserter Wärmeabfuhr im Programm.
Leider ist die Herangehensweise an deren Einsatz nicht immer korrekt, insbesondere bei Benutzern herkömmlicher Materialien wie Aluminium oder Kupfer. Daher gilt es, mit einige „Mythen“ aufzuräumen, um oft auftretende Konstruktionsfehler zu vermeiden.
Die Hauptfehler bei der Bewertung
Ein erster Fehler besteht darin, die gleiche thermische Leistung wie bei Metallen zu erwarten.
Dies ist insofern falsch, als viele erfolgreiche Anwendungen gezeigt haben, dass Metalle in Bezug auf den Wärmeaustausch oft überdimensioniert sind und die gleichen Ergebnisse mit wärmeleitenden Compounds erzielt werden können, die nur ein Zehntel der Wärmeleitfähigkeit bieten. Dies gilt insbesondere für Systeme mit natürlicher Konvektion, wo die Wärmeabfuhr nicht per Zwangsbelüftung erfolgt. Der zweite typische Fehler besteht darin, weiterhin über „Standardgeometrien“ nachzudenken, beispielsweise bei Kühlkörpern, die für eine gute Wärmeübertragung ausgelegt sind, wenn Metalle verwendet werden.
Hier ist eine neue und flexiblere Denkweise erforderlich, die berücksichtigt, dass thermoplastische Compounds völlig andere Materialien sind, insbesondere auf Grund von Inhomogenitäten in der Zusammensetzung, die zu einem anisotropen physikalischen Verhalten führen.
Wenn man diese Tatsache nicht berücksichtigt und die Kunststoffe in der Annahme behandelt, dass sie sich wie Metalle verhalten, kann dies zu erheblichen Konstruktionsfehlern führen, die manchmal zum Scheitern potenziell realisierbarer Projekte führen.
Aus diesem Grund ist es äußerst wichtig, dass die besonderen Eigenschaften dieser Materialien insbesondere in der Konstruktionsphase verstanden und in vorteilhafter Weise genutzt werden.
Darüber hinaus sind die Anforderungen nicht auf die thermische Leistung beschränkt.
Tatsächlich gibt es ästhetische Einschränkungen seitens des Marketings und des Produktdesigns sowie Auflagen in Bezug auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Die Entwicklung immer effizienterer Compounds auch unter diesen Gesichtspunkten sowie die Gestaltungsfreiheit, Flexibilität und Effizienz, die diese Materialien bieten, festigen ihren zunehmenden Erfolg in den fortschrittlichsten Technologiebereichen…
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