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Vortrag (20 Min., 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Wärmeleitfähige Kunststoffe clever eingesetzt

Donnerstag (19.09.2019)
15:00 - 15:30 Uhr Masing Saal

Der Einsatz wärmeleitfähiger Kunststoffe rücken im Zuge immer kleiner werdende Bauräume von Bauteilen im Bereich der Elektrotechnik/Elektronik, Medizintechnik und der industriellen Anwendung sowie im Hinblick der Einsatzmöglichkeit in der Elektromobilität immer mehr in den Fokus. Bei entsprechender Modifikation obliegt der Vorteil dieser Kunststoffe in einer ausreichenden Wärmeleitfähigkeit bei dennoch erhaltener elektrischer Isolation. Das grundlegende Verständnis der Materialzusammenhänge und deren Wirkungsweisen ist die Basis, um mittels dieser Werkstoffgruppe Wärme effektiv aus Bauteilkomponenten abzuleiten. Dabei ist eine Wärmeleitfähigkeit von 1-2 W/mK für viele Anwendungen infolge der bauteilgegebenen Konvektionsbedingungen ausreichend, um die Wärme durch das Material in angemessener Zeit an die Bauteiloberfläche abzuführen und durch Temperaturspreizung einen Hotspot zu vermeiden. In elektrisch isolierenden Kunststoffen ist aufgrund der Wärmeleitung über Phononen die entscheidende Einflussgröße die Packungsdichte der Füllstoffe in der Kunststoffmatrix. Hohe Füllgrade führen jedoch zu Einbußen in der Schlagzähigkeit und Bruchdehnung wie auch der fließtechnischen Eigenschaften. Es gilt das optimale Wärmeleitungspotenzial des Werkstoffs zu nutzen und trotzdem die mechanischen verarbeitungstechnischen Aspekte zu berücksichtigen. Aktuelle Entwicklungstrends zeichnen sich dadurch aus, wärmeleitfähige Kunststoffe im Hinblick der mechanischen Eigenschaften (Schlagzähigkeit) und der Fließfähigkeit zu optimieren.

Das Kunststoff-Institut Lüdenscheid führt zum Themengebiet Wärmeleitfähige Kunststoffe Industrieprojekte (sog. Verbundprojekte) durch, in denen die Zusammenhänge dargestellt und diese mit Hilfe von umfangreichen Untersuchungsreihen validiert werden. Innerhalb von Materialentwicklungsprozessen werden somit verschiedene Füllstoffe auf deren Eigenschaften untersucht mit dem Ziel, mögliche Stellgrößen zur Erreichung der Materialeigenschaften zu gewichten und zu bewerten. Anhand eines Demonstrators aus der Automobilindustrie werden die Ergebnisse aus der Materialentwicklung gespiegelt. An den Projekten haben sich bislang ca. 30 Unternehmen beteiligt.

 

Sprecher/Referent:
Dipl.-Ing. Michael Tesch
Kunststoff-Institut Lüdenscheid
Weitere Autoren/Referenten:
  • Falko Thies Pithan
    Kunststoff-Institut Lüdenscheid

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Manuskript Verbundprojektflyer "Wärmeleitfähige Kunststoffe 2" Das Kunststoff-Institut Lüdenscheid führt zu dem Themengebiet der wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Kunststoffen Verbundprojekte durch, zu dem sich bislang über 30 Unternehmen entlang der Wertschöpfungskette (Rohstoffe, Füllstoffe, Simulation und Anwendung) angemeldet haben. Vornehmliches Ziel ist es, die Einflussfaktoren der verschiedenen Stellgrößen wärmeleitfähiger Produkte zu bewerten und zu systematisieren. 280 KB Download
Manuskript Projektflyer Verbundprojekt "Wärmeleitfähige Kunststoffe 3" 388 KB Download