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Übersicht Wärmemanagement

Hohe Temperaturen verkürzen die Produktlebensdauer

21. Juli 2014, 15:02 Uhr | Von Alfred Goldbacher

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Aluminium-Kühlkörper für LED-Applikationen

Assmann WSW components (www.assmann-wsw.com) erweiterte in diesem Sinne seine Produktpalette mit applikationsspezifischen LED-Kühlkörpern (Bild 4), die auf den alternativen Herstellungsweisen des Strangpressverfahrens und/oder der Druckgusstechnik basieren. Durch die speziell entwickelte flussoptimierte Fingergeometrie erzielen die LED-Kühlkörper sehr gute thermische Ergebnisse.

Das geprüfte Design und die Anzahl der Stifte sorgen für eine optimierte Außengeometrie zur Sicherstellung der bestmöglichen Luftzirkulation und zur Verringerung des Gewichts. Damit eignen sich die LED-Kühlkörper auch für höhere Leistungsanforderungen von 1 bis 5 W. Die Kühlkörper sind mit unterschiedlichen Oberflächen und Eloxierungen sowie speziellen Verpackungen für manuelle oder vollautomatische Bestückung verfügbar.

Einen ähnlichen Ansatz fährt auch die Firma CTX Thermal Solutions, die kalt fließgepresste Stiftkühlkörper aus Reinaluminium für die Kühlung von Hochleistungs-LEDs herstellt und vermarktet.Im Gegensatz zum Strangpressen, bei dem lediglich Halbzeugstränge erzeugt werden, erlaubt das Kaltfließpressen die Herstellung komplexer Einzelteile, und das aufgrund der hervorragenden Materialausnutzung vor allem bei mittleren und höheren Stückzahlen zu sehr wirtschaftlichen Konditionen. Dabei sind neben rotationssymmetrischen Geometrien auch eckige, ellipsenförmige oder exzentrische Produktformen realisierbar.

Das als Kühlkörpermaterial verwendete Reinaluminium mit einem Aluminiumgehalt von über 99,5 % erreicht eine exzellente Wärmeleitfähigkeit von >220 W/mK, die deutlich über der von Aluminiumstrangguss- und -druckgusslegierungen (180 W/mK bzw. 150 W/mK) liegt. Zudem sorgen eine sehr homogene Materialanordnung und eine Gefügestruktur in Richtung des Wärmeflusses für eine schnelle, gleichmäßige Wärmeableitung sowohl an der Kühlkörperbasis als auch an den Stiften bzw. Rippen.

Durch die spezielle Stift- bzw. Rippenform sind höhere Strömungsgeschwindigkeiten der Luft als bei extrudierten Rippen möglich. Zusätzlich sorgt eine strömungsbegünstigende Anordnung der Kühlstifte bereits bei natürlicher Konvektion für eine optimale Kühlleistung. Diese liegt – laut Firmenangaben – um 30 % über der Kühlleistung gleichdimensionierter Strangpress- und um 40 % über der vergleichbarer Druckgusskühlkörper.