Optimierung des Wärmemanagements mit digitalen Design-Tools für wärmeleitende Polycarbonate
Das Problem mit der Wärme: Deshalb ist dieses Thema so wichtig
In Branchen wie der Automobil- und Elektronikindustrie ist das Wärmemanagement seit jeher eine Herausforderung. Geräte erzeugen Wärme, und wenn diese nicht ordnungsgemäß abgeleitet wird, kann das zu einer geringeren Leistung, einer kürzeren Lebensdauer oder sogar zu einem Ausfall führen. Um diese Wärme abzuleiten, haben sich die Hersteller in der Vergangenheit auf Kühlkörper aus Metall verlassen. Diese sind zwar effektiv, aber oft schwer und kostspielig. Covestro erkannte den Verbesserungsbedarf und entwickelte eine neue Lösung.
Der Durchbruch: ein digitaler Ansatz für das Wärmemanagement
Die Antwort auf diese Herausforderung sind wärmeleitende Polycarbonate, die eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit aufweisen und gleichzeitig wesentlich leichter sind als Metalle. Bei der Einführung eines neuen Materials muss gegenüber Ingenieuren und Designern jedoch nachgewiesen werden, dass es mindestens genauso gut wie die bestehenden Optionen ist oder diese sogar übertreffen kann. Dafür wurden fortschrittliche digitale Design-Tools entwickelt.
Ein High-Fidelity-Simulationsansatz ermöglicht präzise Vorhersagen darüber, wie sich diese wärmeleitenden Polycarbonat-Kühlkörper unter realen Bedingungen verhalten werden. Durch den Einsatz fortschrittlicher Mikromechanik kann die Simulation die gerichtete oder anisotrope Wärmeleitfähigkeit berücksichtigen, die sich aus der Ausrichtung der Fasern in geformten Kühlkörpern ergibt. Diese detaillierte Modellierung stellt sicher, dass die anschließenden Simulationen, die sich auf die numerische Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics – CFD) stützen, genau und zuverlässig sind.
Innovationen zugänglich machen: das Heatsink Screen Tool
Neben den Simulationen haben wir mit dem Makrolon® TC Heatsink Screener eine webbasierte Plattform entwickelt, die es Ingenieuren ermöglicht, ihre Kühlkörperentwürfe unter Verwendung verschiedener Qualitäten von Makrolon® TC Polycarbonaten virtuell zu testen. Mit dem Tool können Benutzer ihre Designs darüber hinaus mit herkömmlichen Kühlkörpern aus Aluminium vergleichen und so die Vorteile eines geringeren Gewichts und geringerer Kosten ohne Leistungseinbußen aufzeigen.
Außerdem bietet der Heatsink Screener optimierte Design-Konfigurationen. Dank dieser auf unserem Know-how im Bereich des digitalen Designs basierenden Funktion können selbst Benutzer ohne Vorkenntnisse im Umgang mit Polycarbonat-Kühlkörpern schnell erlernen, wie sich thermische Leistung, Gewicht und Kosten in Einklang bringen lassen.
Das Ergebnis: eine neue Ära der Designmöglichkeiten
Diese digitalen Tools haben bereits in vielen Branchen herausragende Ergebnisse erzielt. So haben beispielsweise Hersteller von Automobilbeleuchtung Makrolon® TC Polycarbonate als Alternative zu Metall eingeführt, um die Vorteile leichterer und preiswerterer Komponenten bei gleichbleibend hoher Leistung zu nutzen. Diese Umstellung reduziert nicht nur das Gesamtgewicht der Fahrzeuge – was für die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz von entscheidender Bedeutung ist – sondern steht auch im Einklang mit dem allgemeinen Streben der Branche nach mehr Nachhaltigkeit.
Wir möchten unseren Kunden Design- und Materiallösungen auf höchstem Niveau bieten, mit denen sie die strengen technischen Anforderungen der Automobilbeleuchtung erfüllen können. Durch den Einsatz von wärmeleitendem Makrolon® TC lassen sich heute erhebliche Gewichts- und Kosteneinsparungen erzielen.
Eine Vision für die Zukunft
Diese digitalen Innovationen sind ein Beispiel für unser Engagement bei der Lösung echter, praxisrelevanter Probleme mithilfe der Materialwissenschaften.
Durch die Integration von fortschrittlichen Materialwissenschaften und digitalem Design eröffnet sich eine neue Welt der Möglichkeiten. Ganz gleich, ob es darum geht, Elektronik leichter zu machen, die Effizienz von Fahrzeugen zu erhöhen oder nachhaltigere Alternativen zu herkömmlichen Materialien zu finden: Diese Innovationen sind wegweisend für die Zukunft des Wärmemanagements.
Diese Entwicklungen unterstreichen unser Engagement für nachhaltigere Lösungen auf Basis von Polycarbonat – nicht nur im Bereich der Mobilität, sondern in verschiedenen Märkten, einschließlich der Elektronik, wo Kühlkörper in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt werden.
