La rapida evoluzione dei sistemi di illuminazione a LED ha portato alla creazione di dispositivi sempre più potenti ed efficienti, adatti a sostituire le sorgenti tradizionali anche nelle applicazioni più sfidanti, es. fari per impiego pubblico e industriale. I protagonisti di questo settore sono i LED COB (Chip On Board) in cui numerosi diodi luminosi vengono uniti fra loro e montati sul substrato a costituire un’unica sorgente di grandi dimensioni. I vantaggi delle soluzioni LED COB sono molteplici, dalla riduzione dei componenti necessari al minor numero di punti di saldatura, dall’assenza di lenti alla maggior densità luminosa.
È chiaro come la gestione del calore prodotto da un sistema così strutturato risulti di vitale importanza per la durata del prodotto. L’adozione di dissipatori di calore in alluminio è una soluzione ritenuta obbligatoria anche a fronte di temperature di giunzione massime prossime ai 150°C.
Electromagnetica, azienda basata in Romania e leader nella produzione di attrezzature elettriche ed elettroniche, ha deciso di andare controcorrente puntando invece sui compound plastici termoconduttivi per realizzare un nuovo proiettore industriale costruito proprio con sorgenti luminose LED COB.
La sfida ha richiesto un robusto approccio scientifico, basato su numerose simulazioni e sperimentazioni rigorose volte specialmente a valutare contemporaneamente il raffreddamento e la qualità della luce emessa.
Il risultato è il faro CASTOR 2M, un proiettore industriale che ospita due moduli COB per una potenza complessiva prossima ai 70W. Il complesso deve risultare affidabile fino a una temperatura ambiente di 45°C e in regime di convezione naturale, ovvero in assenza di aria forzata. Nonostante l’elevata efficienza elettrica, il sistema genera una grande quantità di calore da disperdere.
È possibile adottare un dissipatore in tecnopolimero con un simile scenario? La risposta è affermativa, a patto di configurare correttamente la geometria degli elementi radianti e dell’interfaccia fra il substrato del PCB e il compound termoplastico. Il materiale scelto da Electromagnetica è il LATICONTHER 62 GR/70, prodotto che LATI ha messo a punto caricando nella matrice polimerica di PA6 il 70% di grafite selezionata.
Le prestazioni termiche di questo compound sono state misurate meticolosamente. La conduttività termica media è risultata prossima ai 10 W/mK effettivi anche ad alte temperature ambientali e indipendentemente dall’orientamento dei flakes grafitici. Valori ben al di sopra di quanto registrato al banco da altri compound di LATI e concorrenti.
La corretta progettazione del radiatore si è rivelata fondamentale a fronte della grande quantità di calore da smaltire e dei limiti termici della matrice termoplastica. È stato quindi ottimizzato tanto lo spessore della base del dissipatore, quanto la forma e la spaziatura delle alette.
Fondamentale anche lo studio meticoloso dei fenomeni termici alla base dell’efficienza di raffreddamento, alla quale l’irraggiamento contribuisce in modo paragonabile alla convezione stessa.
La conduttività termica delle leghe normalmente utilizzate per realizzare i dissipatori è prossima ai 150 W/mK contro i 237 dell’alluminio. Questa differenza avvicina ulteriormente le prestazioni del LATICONTHER a quelle dei metalli. A ulteriore vantaggio della soluzione plastica è anche la maggiore capacità termica dei compound che permette la riduzione del carico termico da trasferire durante il raffreddamento grazie alla possibilità di accumulare calore nel dissipatore stesso.
I vantaggi resi disponibili dalla proposta LATICONTHER comprendono anche il bassissimo ritiro e la stabilità dimensionale dei manufatti, necessari per il perfetto assemblaggio, e la leggerezza di materiali la cui densità è circa la metà dell’allumino.
Il faro è in grado di fornire un flusso luminoso minimo di 8000 lm senza che la giunzione superi gli 80°C. L’eccellente aspetto estetico del manufatto è anche garantito dalla qualità della finitura superficiale del radiatore in LATICONTHER e dalla verniciatura per cataforesi eseguita direttamente sul tecnopolimero. La classificazione IP65 completa il quadro tecnico del CASTOR 2M.
Per qualsiasi ulteriore informazione prego contattare l’assistenza tecnica alla clientela LATI.