LEICHTBAU INNOVATIONEN FÜR THERMISCHE, MECHANISCHE, FLUIDISCHE, AKUSTISCHE, ENERGETISCHE UND VIELE ANDERE SYSTEME
Gemeinsam mit Ihnen entwickeln und industrialisieren wir maßgefertigte Komponenten und Systeme mit besseren thermischen, mechanischen, strömungsmechanischen, akustischen, energetischen, elektrischen, technologischen, ökologischen Eigenschaften und strategischem Kundennutzen. Entweder serienmäßig oder produktspezifisch als Systemlösung, mit neuen Potenzialen, die sich mit anderen Technologien nicht umsetzen lassen.
INNOVATION DES JAHRES 2022
LEICHTBAU KOMPONENTEN FÜR DRUCKLUFT-, GAS-, FLUID-, VAKUUM- UND ANDERE SYSTEME
Am Beispiel eines OPENPORE Druckluft-Schalldämpfers wird klar, welches Potenzial in offenzelligem Aluminiumguss steckt. Diese Anwendung sowie die vielen möglichen Anwendungen der Werkstoffklasse offenzelliger Aluminiumguss wurden mit ThinKing Leichtbau-Preis des Landes Baden-Württemberg im Januar 2022 ausgezeichnet.
Ein Druckluft-Schalldämpfer aus porösem Aluminium offenbart nicht nur die mechanischen Eigenschaften von Metall, sondern auch ein außergewöhnlich niedriges Gewicht von Kunststoff. Diese Komponente, die für Gase und Fluide durchlässig ist, ermöglicht beeindruckende Gewichtseinsparungen von bis zu 70 Prozent. Zusätzlich zu diesen Gewichtsvorteilen zeichnen sich solche Bauteile durch eine kompaktere Bauweise aus und sind oft deutlich kosteneffizienter und langlebiger als offenporige Sinterteile.
Neue Wahrnehmung der Machbarkeitsgrenzen versetzt Ingenieure in ein neues Paradigma und eröffnet bisher unbekannte Lösungswege für Innovationen bei vielen technischen Systemen:
- Druckluft Schalldämpfer,
- Gas-/Flüssigkeit Filtration, Separation, Verteilung,
- Sensorschutz (Stoss, Staub, Spritzwasser),
- Pneumatischer Transport und gasdynamische Lagerung,
- Vakuumtische, Vakuumgreifer, Vakuumtechnik,
- Stossdämpfer, Crash-Elemente, Versteifung von Kunststoffteilen,
- Flammschutz, Explosionsschutz,
- Kühlung, Heizung, Wärmespeicher,
- Energiespeicher,
- Multifunktionale Hybridteile,
- Leichtbau,
- Architektur, Design, Lichtdesign,
- und vieles mehr.
LEICHTBAU KÜHLSYSTEME – INDIVIDUELL, LEISTUNGSSTARK, LEICHT, KOMPAKT, MULTIFUNKTIONAL
PORECOOL Kühlsysteme ermöglichen neues, unkonventionelles Denken und Gestalten von thermischen
Systemen mit neuen technischen, ökonomischen und ökologischen Potenzialen. Sie bieten neue, bisher unbekannte und mit anderen Technologien nicht realisierbare Kombination von physikalischen und konstruktiven Eigenschaften wie z.B.:
- bis zu 10x größere wärmeübertragende Oberfläche (vs. Profilkühlkörper),
- bis zu 50% weniger Gewicht (vs. Extrusionskühlkörper),
- höhere Wärmeleitfähigkeit reines Aluminiums Al99,5% (vs. Profilkühlkörper),
- neue Wärmeübertragungsphänomene,
- bessere Effizienz bei geringeren Abmessungen und geringerem Gewicht,
- bessere Strömungsakustik und Richtungsunabhängigkeit des Kühlkreislaufs,
- enorme Designfreiheit für Kühlkörper, Strömungskreisläufe, Platinenlayouts und Geräte,
- enorme Integrationsfähigkeit in Bauräume, Hybridsysteme und Funktionsbündel,
- erhöhte Korrosionsbeständigkeit durch Beschichtung mit ultradünnen PEKK Schichten (s.u.),
- und vieles mehr.
LEICHTBAU ALUMINIUM INSERTS FÜR NEUE FUNKTIONEN BEI HYBRIDTEILEN
Die konventionellen Kunststoff-Metall Hybridteile kombinieren nicht nur die Vorteile, sondern auch die Nachteile von einzelnen Werkstoffen (Aluminium ist leicht, aber tribologisch schlecht. Stahl ist tribologisch gut, aber schwer). Auch solche Probleme wie Haftung an den Grenzschichten, Verzug, Rissbildung, Undichtigkeit, Kontakt- und Spaltenkorrosion, Belastbarkeit unter Klimawechsel bzw. Vibration sind allgemein bekannt.
Die neue FILLSERT-Technik ermöglicht Entwicklung neuartiger Hybridteile mit für viele Anwendungen interessanten mechanischen, thermischen, akustischen, dekorativen, technologischen und ökologischen Eigenschaften.
Die FILLSERTS sind die makroskopisch isotropen, selektiv offenzelligen Aluminiumgussteile. Die Porengröße in den offenporigen Funktionsbereichen kann anwendungsspezifisch von wenigen Mikrometern bis zu mehreren Millimetern eingestellt werden, auch gradierte Einstellungen sind möglich. So können sie mit Polymeren in diversen Fertigungsverfahren ohne vorherige Vorbehandlung infiltriert werden:
Neue Funktionen
- Schalldämpfung,
- Flammschutz, Explosionsschutz,
- Stossdämpfung, Crash-Elemente, Versteifung,
- Entlüftung, Belüftung, Verteilung,
- Filtration, Separation, Homogenisierung,
- Sensorschutz (Stoss, Staub, Spritzwasser),
- Kühlung, Heizung, Wärmespeicher, Energiespeicher,
- Elektrische Kontakte, Kabeldurchführungen,
- Befestigungssysteme,
- Design und Lichtdesign.
Geeignete Fertigungsverfahren
- Kunststoff-Spritzguß,
- Thermoformen,
- Reaktionsschaumgießen,
- Partikelschaum-Verfahren,
- Blasformen,
- Resin Transfer Moulding,
- Reaction Injection Moulding,
- Handlaminat,
- Vakuuminfusion,
- Ultraschallschweißen.
LEICHTBAU KÜHLEINSÄTZE FÜR THERMISCH BEANSPRUCHTE KUNSTSTOFF- UND VERBUNDTEILE
Kunststoffe haben bekanntlich eine viel schlechtere Wärmeleitfähigkeit als Aluminium (236 W/mK für Al99,5%):
- PP2 = 0,08 W/mK,
- PP6 und ABS = 0,17 W/mK,
- gefüllte Vergussmassen = 6 W/mK.
Die Poren von PORECOOL Kühlkörpern können in verschiedenen Herstellungsverfahren mit unterschiedlichen Polymeren unterschiedlich tief infiltriert werden. Mediendichter Werkstoffverbund, individuelle Konstruktionen und Materialeinstellungen ermöglichen flexible Kühlkonzepte für thermisch beanspruchte Kunststoffteile:
- Polymer am Hotspot und am Kühlmittel,
- Aluminium am Hotspot, Polymer am Kühlmittel,
- Aluminium am Kühlmittel, Polymer am Hotspot,
- Aluminium am Hotspot und am Kühlmittel.
Abhängig von der Konstruktion und den Materialanteilen von porösem Aluminium, massivem Aluminium und Polymeren ergibt sich eine kombinierte Wärmeleitfähigkeit des Hybridbauteils:
- bis zu 60 W/mK für die Variante 1,
- bis zu 236 W/mK für die Variante 4.
Zusätzlich Lassens ich auch weitere Funktionen integrieren:
- Versteifung,
- Flammschutz,
- Explosionsschutz,
- Stossdämpfung,
- Entlüftung,
- Befestigungssysteme.
LEICHTBAU WERKZEUGKOMPONENTEN FÜR DIE HOCHEFFIZIENTE KUNSTSTOFFVERARBEITUNG
Die Luft und Dampf durchlässigen PORETOOL Werkzeugkomponenten aus porösem Aluminiumguss unterscheiden sich substanziell von konventionellen Werkzeugen aus Vollaluminium, Sinterwerkstoffen, Verbundwerkstoffen oder 3D gedruckten Komponenten.
Hergestellt aus Standard Al-Gusslegierungen im Kokillengießverfahren ohne den Einsatz von Schadstoffen, Bindemitteln, Lösungsmitteln oder Gasen, bieten sie neue funktionale, qualitative, wirtschaftliche, technologische und ökologische Vorteile für die Kunststoffverarbeitung:
- Thermoformen,
- Partikelschaumverarbeitung,
- Faserguss,
- Spritzblasformen,
- In-Mold Decoration (IMD).
Die bisher unbekannten Materialeigenschaften, ihre anwendungsspezifische Einstellbarkeit sowie die Flexibilität bei Konstruktion, Fertigung und Integration in übergeordnete Werkzeugsysteme eröffnen neue Lösungswege für effizientere Kunststoffverarbeitung:
- Poröser Aluminiumguss mit Temperaturbeständigkeit bis 400°C.
- 50% leichter als massives Aluminium.
- Konventionelle CNC-Präzisionsbearbeitung und Oberflächenveredelung.
- Flexibel einstellbare Porengrößen ab 10 Mikrometern.
- Neuartige Porenmorphologie mit Vorteilen bei Durchlässigkeit, Schmutzresistenz, Reinigung u.a.
- Sehr gute mechanische, strömungstechnische, thermische und akustische Eigenschaften.
- Sehr gute, räumlich homogene Luft/Wasser-Durchlässigkeit inkl. Ecken, Kanten, Radien u.a.
- Geringerer Energieverbrauch beim Bedampfen und Entlüften.
- Keine Belüftungslöcher notwendig. Kein Bohren. Weniger Arbeitsaufwand. Bessere Teilequalität.
- Sehr gute Wärmeleitfähigkeit (bis zu 50 W/mK) für schnelle Erwärmung / Abkühlung.
- Flexible Befestigungslösungen und Funktionsintegrationen, wie Gewinde, Rohre und vieles mehr.
- Integration von massiven Materialbereichen in die poröse Struktur.
- Integration von porösen Materialbereichen in die massive Struktur.
- Neue intelligente hybride Werkzeugkonzepte.
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