Moderne industrielle Prozesse stellen hohe Anforderungen an die thermische Auslegung von Bauteilen und Baugruppen. Steigende Leistungsdichten, kürzere Taktzeiten und zunehmende Qualitätsanforderungen erfordern Kühllösungen, die Wärme schnell, gleichmässig und zuverlässig abführen. Eine besonders leistungsfähige Lösung stellen Kühlkanalplatten dar, die mittels Sandwichlötung gefertigt werden.
Was sind Vorteile gegenüber klassisch gebohrten Kühlkanälen?
Kühlkanalplatten sind metallische Bauteile, in deren Innerem sich gezielt ausgelegte Kanalstrukturen befinden. Durch diese Kanäle wird ein Kühl- bzw. Temperiermedium, meist Wasser oder Öl, geführt. Im Gegensatz zu klassisch gebohrten Kühlkanälen ermöglichen mehrlagige Plattenkonstruktionen eine deutlich freiere Gestaltung der Kühlgeometrie. Die Kühlung kann dadurch näher an die wärmeerzeugenden Bereiche herangeführt werden, was zu einer homogeneren Temperaturverteilung und einer schnelleren Reaktionszeit führt.
Wie funktioniert die Sandwichlötung?
Der entscheidende Fertigungsschritt ist die Sandwichlötung. Dabei werden mehrere Einzelplatten mit zuvor eingebrachten Kanalstrukturen exakt positioniert und anschliessend in einem kontrollierten Lötprozess miteinander verbunden. Das Lot verbindet die Platten stoffschlüssig über die gesamte Fläche. Es entsteht ein kompakter, mechanisch hoch belastbarer Plattenverbund, der dauerhaft dicht gegenüber dem Kühl- bzw. Temperiermedium ist. Zusätzliche Dichtungen oder Verschraubungen im Inneren der Platte sind nicht erforderlich.
Ein wesentlicher Vorteil der Sandwichlötung liegt in der Prozesssicherheit. Die gelöteten Verbindungen sind druckfest, temperaturbeständig und für den Dauerbetrieb ausgelegt. Auch komplexe Kanalverläufe lassen sich zuverlässig realisieren, ohne die strukturelle Integrität der Platte zu beeinträchtigen.
Wo kommen gelötete Kühlkanalplatten zum Einsatz?
Kühlkanalplatten mit Sandwichlötung finden in zahlreichen industriellen Anwendungen Verwendung. Im Spritzgiess- und Druckgusswerkzeugbau ermöglichen sie eine sehr gleichmässige Temperierung der Werkzeugoberflächen, was sich direkt in kürzeren Zykluszeiten und einer verbesserten Bauteilqualität niederschlägt. In der Leistungselektronik sorgen sie für eine sichere Wärmeabfuhr bei hoher Leistungsdichte. Auch als kompakte Plattenwärmetauscher kommen gelötete Kühlkanalplatten zum Einsatz, insbesondere dort, wo Bauraum begrenzt ist und gleichzeitig hohe Effizienz gefordert wird.
Die Auswahl der geeigneten Werkstoffe spielt eine zentrale Rolle. Je nach Einsatzfall verarbeitet Listemann Werkzeugstähle, rostfreie Edelstähle oder Kupferwerkstoffe. Werkzeugstähle bieten hohe Festigkeit und Verschleissbeständigkeit und können im Rahmen des Lötprozesses gleichzeitig gehärtet werden. Edelstahl eignet sich besonders für korrosive Medien und hohe Anforderungen an die Medienbeständigkeit, während Kupfer aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit bevorzugt eingesetzt wird, wenn maximale Kühlleistung gefordert ist.
Listemann verfügt über umfassende Erfahrung in der Auslegung und Fertigung gelöteter Kühlkanalplatten. Von der konstruktiven Gestaltung der Kanalgeometrien über die Auswahl geeigneter Werkstoffe bis hin zum reproduzierbaren Lötprozess entstehen individuelle, anwendungsspezifische Lösungen. Das Ergebnis sind langlebige, leistungsfähige Kühlkomponenten, die auch unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen zuverlässig funktionieren.
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