Metallschaum kühlt elektronische Bauteile optimal Ein Fussballfeld in einem Kühlelement

Redakteur: Luca Meister

Kühlelemente aus Metallschaum bieten eine maximale Effektivität bei geringsten Abmessungen. Sie entsprechen daher dem allgemeinen Trend in der Technik zur Miniaturisierung. Anwendungen finden sich unter anderem bei der Kühlung von Hochleistungs-Halbleiterbauteilen.

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Aus der Nähe betrachtet: Bedingt durch ihre filigrane Struktur, bieten die offenporigen Metallschäume der M.pore GmbH eine enorm grosse Oberfläche – ideal für Kühlzwecke.
Aus der Nähe betrachtet: Bedingt durch ihre filigrane Struktur, bieten die offenporigen Metallschäume der M.pore GmbH eine enorm grosse Oberfläche – ideal für Kühlzwecke.
(Bild: Mayser)

mei. Moderne Halbleiterbauteile unterliegen hohen thermischen Beanspruchungen, beispielsweise Prozessoren in Computern, integrierte Schaltkreise in Stromversorgungen, zunehmend auch LEDs in Beleuchtungen. Ohne eine entsprechende Kühlung können die Hersteller die verlangte Lebensdauer der Bauteile nicht garantieren. Der Einbau erfolgt daher fast immer zusammen mit Kühlkörpern, zumeist aus Aluminiumprofilen oder -blechen. Deren Aufgabe ist es, die entstehende Wärme an die Umgebungsluft abzugeben. Je grösser die Wärmemenge, desto grösser muss die Oberfläche der Kühlkörper sein. Das heisst aber auch, Volumen und Gewicht nehmen zu, die Gehäuse werden aufwändiger, das Handling umständlicher, die Geräte teurer.

Offenporiger Metallschaum

Ein wirksames Mittel, derartigen Kostensteigerungen entgegenzuwirken, ist der Einsatz von Kühlelementen aus offenporigem Metallschaum. Seine filigrane Struktur bietet eine enorm grosse Fläche zur Wärmeabführung. Manfred Jordan, Geschäftsführer der M.pore GmbH: «Unsere Metallschäume, die wir beispielsweise in der Ausgangsgrösse von 450 mal 250 mal 40 Millimeter herstellen, verfügen über die Oberfläche eines Fussballfeldes.»

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Bewährt haben sich die Metallschaumkühler von M.pore, ein zur Mayser GmbH & Co. KG gehörendes Unternehmen, bereits in Verbindung mit LED-Leuchtmitteln für Büros oder öffentliche Gebäude. Die Lampen haben Leistungen ab circa 23 Watt. Herkömmliche Kühlkörper wiegen bis zu 600 Gramm, die Metallschaumkühler von M.pore hingegen nur etwa 40 Gramm.

Konstruktiver Aufwand kleiner

Ähnlich sind die Verhältnisse bei LED-Lampen für die Strassen- und Gebäudebeleuchtung: Konventionelle Kühler sind für diese Anwendungen bereits so schwer, dass die Lampen mit ihren kostspieligen Leuchtmitteln bei hohen Windgeschwindigkeiten schnell zum Schwingen neigen. Um Schäden zu vermeiden, müssen die Masten und Befestigungen stabiler gebaut werden. Mit federleichten Metallschäumen ausgestattet, lassen sich standsichere Lampen mit kleinerem Konstruktionsaufwand konzipieren.

«Wo immer es auf leichte oder kompakte Konstruktionen, ein einfaches Handling bei gleichzeitig hoher Kühlleistung ankommt, ist unser offenporiger Metallschaum die ideale Lösung», fasst M. Jordan zusammen. Dabei ist Aluminium nur ein möglicher Werkstoff. Für besondere Bedingungen bzw. andere Anwendungen liefert M.pore auch Metallschäume aus Kupferlegierungen, Stahl, Edelstahl, Blei usw. Das Unternehmen besitzt über 30 Patente zur Herstellung von Metallschäumen.

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