Neues Leichtbaukonzept soll die Kühlung von Hochleistungselektronik in der Mobilität optimieren

Werkstoffe 07. 06. 2022
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Insgesamt zwölf Partner aus Mittelstand, Industrie und Forschung arbeiten im Verbundprojekt Komplexe Leichtbaustrukturen für elektronische Anwendungen innerhalb der Mobilität (KoLibri) an einem neuen, recyclingfreundlichen Kühlkonzept für Hochleistungselektronik in Autos, Zügen und Flugzeugen.

Ziel des Projekts ist es, den gesamten Produktlebenszyklus eines neuen Kühlkonzepts in der Automobil-, Bahn- und Luftfahrtbranche zu entwickeln. Zum Einsatz kommen neuartige Leichtbaustrukturen, wie zum Beispiel Aluminiumschäume sowie additiv gefertigte und galvanisierte Kunststoffschäume.

Das Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik an der Technischen Universität Berg­akademie Freiberg beteiligt sich an der Entwicklung recyclingfreundlicher Kühlstrukturen und entwickelt Methoden für die Bewertung der Recyclingfähigkeit im Rahmen der neuen Nachhaltigkeitsforderung Corporate Sustainability Reporting ­Directive CSRD der EU. Die Ergebnisse fließen einerseits in die Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten ein, die zukünftig innerhalb des Reporting der CSRD erforderlich werden. Andererseits werden recyclingfreundliche Gestaltungshinweise unter Berücksichtigung bereits bestehender und zukünftiger Normen schon in der Designphase berücksichtigt.

Zukünftige Vorteile von ­schaumbasierten Kühlkonzepten

Die Vorteile von schaumbasierten Kühlstrukturen liegen nach den Worten von Prof. Holger Lieberwirth in einer 20 bis 50 Prozent erhöhten Kühlperformance bei gleichem Bauraum beziehungsweise einer Gewichtsersparnis von bis zu 50 Prozent bei gleicher gewünschter Performance. Des Weiteren sei durch den Einsatz von Beschichtungen auf additiv gefertigten Kunststoffschäumen eine Kostenreduktion von bis zu 75 Prozent zu erwarten. Eine additive Fertigungsmethode lässt laut den Forschenden noch einen weiteren Vorteil zu, nämlich die direkte Applikation der Kühlstruktur angepasst an den Anwendungsfall beziehungsweise das Trägermodul.

Ziel ist das Schaffen ­einer ­ganzheitlichen Lösung

Für die Entwicklung einer ganzheitlichen Lösung nehmen die Forschenden den gesamten Lebenszyklus der Kühlstruktur unter die Lupe. Sie generieren neuartige Werkstoff­systeme, Fertigungstechnologien und Recyclingprozesse. Um die Entwicklung von neuen Produkten in Zukunft simpler zu gestalten, entwickle das Team Daten für eine Ökobilanzierung sowie Softwarelösungen so weiter, dass es möglich sein werde, diese im frühen Entwicklungsstadium der Konstruktion einzusetzen, sagt Prof. Holger Lieberwirth.

Über das Projekt KoLibri

Das Projekt KoLibri wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) in der Fördermaßnahme Technologietransfer-Programm Leichtbau im Förderbereich 3: CO2-Einsparung durch Ressourceneffizienz und -substitution (A) für drei Jahre bis 2024 gefördert und durch den Projektträger Jülich betreut. Das Projektkonsortium besteht aus der Siemens AG (Verbundkoordinator), Valeo Siemens GmbH, Siemens Mobility GmbH, Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co. KG, NRU GmbH, METROM Mechatronische Maschinen GmbH, ifu ­Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH, den ­beiden Fraunhofer-Instituten ENAS und IWU, der TU Berg­akademie Freiberg, Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik, sowie der TU Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, und der Electric Flytrain GmbH.

Kontakt:

Prof. Dr. Holger Lieberwirth,
E-Mail: Holger.Lieberwirth@iart.tu-freiberg.de

Text zum Titelbild: Symbolfoto: Wissenschaftler gibt Schaumwerkstoff in Zerkleinerungsmaschine (Foto: TU Bergakademie Freiberg)

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