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Wärmeleitende Kunststoffe für das Spritzgießen

Wärmeleitende Kunststoffe kombinieren die Verarbeitbarkeit von Kunststoffen mit dem Wärmeleitvermögen keramischer, metallischer und organischer Materialien.

In Urformprozessen wie dem Spritzgießen lassen sich damit multifunktionale Kühl- und Heizelemente wie beispielsweise Gehäuse, Spulen oder Kühlkörper herstellen, die neben mechanischen Funktionen zudem zur Wärmezu- und -abfuhr dienen. Die Einbeziehung spritzgegossener Formteile in das Wärmemanagement komplexer Baugruppen schließt die gerichtete Wärmeleitung, die rasche Wärmeverteilung und die kurzzeitige Wärmespeicherung mit ein.

Die Gebrauchseigenschaften und damit das Potential im Wärmemanagement hängen in besonderem Maße von den eingesetzten Ausgangswerkstoffen (Kunststoffmatrix, Füllstoffart, -form und –anteil sowie Additive), der Formteil- und Werkzeuggeometrie (Bauteildicke, Fließweglänge, Anström- und Anbindegeometrie) und den Fertigungsbedingungen (Prozessparameter) ab.

Bei der Verarbeitung resultieren aus der erhöhten Wärmeleitfähigkeit und der Interaktion zwischen den Füllstoffen ein sich änderndes Fließ- und Abkühlverhaltens, das es bei der Formteil- und Werkzeugauslegung zu berücksichtigen gilt. Mit numerischen Methoden und modernen Simulationsprogrammen lassen sich bei Kenntnis spezifischer Materialdaten sowohl das Verarbeitungs- als auch das Gebrauchsverhaltens beschreiben. Daraus ableitbare Hinweise nützen insbesondere dem Entwickler und Konstrukteur zur raschen Potentialanalyse und der Auslegung auch komplexer Formteile.

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 Simon Amesöder

Simon Amesöder
Lehrstuhl für Kunststofftechnik
Universität Erlangen-Nürnberg

Informationen

Freie Schlagwörter: Wärmeleitende Kunststoffe, Hochgefüllte Kunststoffe, Funktionskunststoffe, Kunststofftechnik, Wärmemanagement, Verarbeitungssimulation, Kunststoff in der Mechatronik
Institut / Lehrstuhl: Technische Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg
Sprache: Deutsch
Fachgutachter: Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gottfried W. Ehrenstein (Betreuer), Prof. Dr.-Ing. Alois Schlarb, Prof. Dr.-Ing. Alfred Leipertz, Prof. Dr.-Ing. Dietmar Drummer (Vorsitzender d. Prüfungskommission)
Erscheinungsjahr: 2010
Anbieter: Wissenschaftlicher Arbeitskreis Kunststofftechnik (WAK) / Kunststoffe.de

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