Rührreibschweißen für Kühlkörper mit hochdichten Verbindungen
Kühles Fertigungsverfahren für maßhaltige Kühlkörper mit hoher Kühlleistung
Das Rührreibschweißen (Friction Stir Welding, FSW) ist ein innovatives Fügeverfahren, das sich besonders für das Schweißen von Aluminium- und Magnesium-Legierungen mit niedriger Schmelztemperatur eignet. Eine der herausragenden Besonderheiten beim Reibschweissen ist, dass es ohne hochtemperiertes Schmelzen des Materials auskommt, wie es sonst vom Laser- oder Schutzgasschweißen bekannt ist.
Stattdessen wird das Metall durch Reibungswärme plastisch verformbar gemacht und durch ein rotierendes Werkzeug verrührt und verdichtet. Dies führt zu einer beständigen, medien- und druckdichten Schweißnaht von hoher, reproduzierbarer Qualität. Ein weiterer Vorteil von Reibrührschweißen ist die Robustheit des Verfahrens gegenüber Materialfehlern wie Poren oder Heißrissen. Das macht es besonders attraktiv für die Herstellung von Aluminium-Kühlkörpern als Flüssigkeitskühlkörper, da deren Verbindungen eine hohe Wärmeleitfähigkeit, Dichtheit und Zuverlässigkeit erfordern.
Stattdessen wird das Metall durch Reibungswärme plastisch verformbar gemacht und durch ein rotierendes Werkzeug verrührt und verdichtet. Dies führt zu einer beständigen, medien- und druckdichten Schweißnaht von hoher, reproduzierbarer Qualität. Ein weiterer Vorteil von Reibrührschweißen ist die Robustheit des Verfahrens gegenüber Materialfehlern wie Poren oder Heißrissen. Das macht es besonders attraktiv für die Herstellung von Aluminium-Kühlkörpern als Flüssigkeitskühlkörper, da deren Verbindungen eine hohe Wärmeleitfähigkeit, Dichtheit und Zuverlässigkeit erfordern.
Vorteile des Reibschweißen-Herstellungsverfahrens
- Einheitliche Struktur der Verbindung mit ausgezeichneten mechanischen und wärmeübertragenden Eigenschaften
- Homogene, strapazierfähige Schweißverbindungen, die vollkommen dicht und porenfrei sind
- Miteinander verrührtes Material sichert eine hervorragende und gleichmäßige Wärmeleitfähigkeit
- Ermöglicht durch Rührreibschweißen Aluminium-Kühlkörper mit hohen Rippen und damit sehr große Ausführungen herzustellen
- Niedrige Temperaturen während des Prozesses verhindern Gefügeveränderungen
- Keine Zusatzstoffe oder Schutzgase in der Herstellungnotwendig
- Diverse Oberflächenveredelungen möglich
(Eloxieren, Chromatieren, Lackieren, Pulverbeschichten u.a.)
Durch die relativ geringe Verarbeitungstemperatur des FSW sind die Verbindungen verzugsarm, was bei der Herstellung präziser Bauteile von Vorteil ist. Das Rührreibschweissen-Verfahren ist emissionsfrei und benötigt keine Zusatzstoffe oder Hilfsstoffe wie Schutzgas, was es zu einer umweltfreundlichen Alternative macht.
Reibschweißen in Kombination mit verschiedenen Techniken
Kühlkörper, die mittels Reibrührschweißen hergestellt werden, bieten aufgrund ihrer homogenen Materialstruktur und der daraus resultierenden hervorragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften eine optimale Basis für effiziente Kühlung. Durch Kombination mit anderen Kühltechnologien lässt sich die Kühlleistung weiter steigern, indem sie die Wärme effektiver verteilt und abführt.
Friction Stir Welding FSW+ skalierbare Breite
Das Friction Stir Welding Verfahren ermöglicht eine nahezu unbegrenzte Vergrößerung von Kühlkörpern über die Standardextrusionsgrößen hinaus, was eine flexible Anpassung an spezifische Anforderungen erlaubt. Die Technologie erlaubt engere Finabstände und größere Finhöhen, was eine verbesserte Wärmeableitung begünstigt. Das FSW-Verfahren ist auch für Skived-Fin-Kühlkörper anwendbar, was die Einsatzmöglichkeiten dieser fortschrittlichen Schweißtechnik erweitert.
Friction Stir Welding FSW+ Heatpipes
Die schnellere Wärmespreizung durch Heatpipes verteilt die Wärme effizient über den per Reibschweißen gefertigten Kühlkörper, was eine gleichmäßige Wärmeverteilung ermöglicht. Dies trägt dazu bei, Hotspots zu vermeiden und die Wärme zu weiter entfernten Stellen zu transportieren.
Friction Stir Welding FSW+ Flüssigkeitskanäle
Per FSW können engere Kanäle geschaffen werden, die eine effizientere Kühlung im Vergleich zu traditionellen Coldplates mit Rohren ermöglichen. Zudem bieten per Reibschweißen geschaffene Kanäle eine hohe Druckstabilität und mechanische Belastbarkeit. Die direkte Flüssigkeitsführung unter den Wärmeeinleitflächen sorgt für einen schnellen Wärmeabtransport. Darüber hinaus erlaubt die Technik eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung der Kanalgeometrie und des Layouts, was eine maßgeschneiderte Anpassung an spezifische Anforderungen ermöglicht.
Sprechen wir über Ihre Kühlaufgabe!
Thomas Würzer
Vertrieb
+49 (0)7561 9837-44
t.wuerzer@ekl-ag.de
Termin vereinbaren Anfragen per E-Mail
Thomas Würzer
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Besondere Einsatzgebiete des Reibschweissens
- Aluminiumkühlkörper mit großen Breiten und hoher Rippenhöhe
- Flüssigkeitskühlkörper, bei denen Ober- und Unterplatte durch Rührreibschweißen verbunden sind
- Stromrichter-Kühler für die Bahnindustrie, insbesondere IGBT-Kühler für Elektrolokomotiven und -Triebwagen
- Dünnblechkühler für die Kühlung von Batterien und Batteriekühlplatten für Elektro-LKWs
- Wassergekühlte Aluminium-Druckguss-Teile
- Aluminium/Kupfer-, Aluminium/Messing- und Kupfer/Messing-Mischverbindungen
Mehrwerte und Extras
Unser Full-Service geht über die reine Entwicklung, Serienfertigung und Logistik Ihrer Kühlkörper hinaus. Sie benötigen spezielle Bohrungen oder Fräsungen an Ihren Kühlkörpern? Ihr Kühlkörper soll nicht nur viel Wärme ableiten, sondern dabei auch noch chic aussehen? Sie möchten ein Produkt Ready-to-Plug-in mit allen Zubehörteilen?
Willkommen bei EKL!
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CNC Bearbeitung
Für den Prototypenbau, Kleinserien und kundenspezifische Nachbearbeitungen von Kühlkörpern verfügen wir am Firmensitz über moderne 3- und 5-Achs CNC Fräsmaschinen. Komplex bearbeitete und hochpräzise Kühler sind unsere Spezialität. Arbeitsbereiche der Maschinen:
Hermle C 400 (5-Achs) 850 x 700 x 500 mm | Mikron VCE1000pro (3-Achs) 1000 x 560 x 600 mm | Kondia B1050 (3-Achs): 1000 x 500 x 600 mm
Hermle C 400 (5-Achs) 850 x 700 x 500 mm | Mikron VCE1000pro (3-Achs) 1000 x 560 x 600 mm | Kondia B1050 (3-Achs): 1000 x 500 x 600 mm
Oberflächenveredelung
Unsere Angebot umfasst diverse Oberflächenveredelungen, um eine dauerhafte, korrosionsbeständige Oberfläche zu schaffen. Vernickeln erhöht die Verschleißfestigkeit und den Glanz. Chromatieren und Passivieren, insbesondere mit Surtec 650, bieten zusätzlichen Schutz gegen Korrosion. Pulverbeschichten ist eine weitere Option für eine robuste und langlebige farbige Oberfläche. Lackieren und KTL-Beschichten (kathodische Tauchlackierung) runden unsere breite Palette von Oberflächenfarben und -strukturen ab.
Anbauteile & Zubehör
Je nach Anwendung sorgen Schrauben, Federn oder Push-Pins für die sichere und stabile Befestigung der Kühlkörper. Backplates bieten zusätzliche Stabilität und eine verbesserte Wärmeableitung. Wärmeleitpasten und -pads gehören selbstverständlich zu unserem Sortiement, um eine optimale Wärmeübertragung zwischen dem Kühlkörper und der Wärmequelle zu ermöglichen.
Transportsichere Verpackung
Mit einem Fokus auf optimalen Schutz während des Transports entwickeln wir Verpackungen, die nicht nur passgenau, sondern auch robust gestaltet. Ein weiterer wichtiger Aspekt des Angebots ist die Verwendung von recycelbaren Materialien, die zur Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit beitragen.
FSW Kühlkörper in typischen Anwendungsbereichen
Kühlkörper, die aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen durch Reibrührschweißen hergestellt werden, sind aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften in vielen Anwendungsbereichen beliebt. Dieses Verfahren erzeugt ein homogenes Gefüge, das eine optimale Wärmeleitfähigkeit gewährleistet. Die resultierenden Schweißnähte sind gleichmäßig und hochfest, was zu absolut dichten Verbindungen ohne Schweißporen führt. Zudem ermöglicht das Reibrührschweißen die Fertigung von XL-Kühlkörpern mit großen Breiten durch das Zusammenfügen mehrerer Kühlprofile, was für großflächige Entwärmungsaufgaben ideal ist. Mit EKL nehmen Sie für Ihr Unternehmen in der Nähe Fritzlar, Dom- und Kaiserstadt den zuverlässigen deutschen FSW-Kühlkörper-Hersteller als Entwicklungspartner an Ihre Seite:
- 30 Jahre Erfahrung
- Engineering in Germany
- Full Service Heat Sink
- Kosteneffiziente Entwicklung
- Schnelle Markteinführung
- Maximale Qualität
Die EKL Projektabschnitte zu Ihrer KühllösungWählen Sie Ihren Einstiegspunkt!
Unser Angebot ist so flexibel wie Ihr Bedarf. Sie sind noch früh in der Entwicklungsphase und wünschen sich einen Ideengeber für die beste Kühllösung? Sie haben ein fertiges Gerät, das zu heiß wird? Oder Sie suchen schlicht einen alternativen bzw. zusätzlichen Lieferanten für einen bereits in Serie verwendeten Kühlkörper? In EKL finden sie stets und in jeder Projektphase einen flexiblen, agilen und verantwortungsbewussten Partner für die Kühlung Ihrer elektronischen Komponenten und kompletten Systeme. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!
Beratung
Konzept
Konzept
Im persönlichen Kontakt und offenen Gespräch mit Ihnen schaffen unsere Ingenieure den kreativen Raum und Rahmen, um aus der Fülle der Optionen die beste Kühllösung zu Ihrer Anforderung zu konzipieren.
Entwicklung
Machbarkeit / Simulation
Machbarkeit / Simulation
Die Idee für Ihren Kühlkörper prüfen wir virtuell in der thermischen Simulation. Realitätsnahe Computersimulation erlauben Variationen von Fertigungsverfahren, Systemaufbauten und weiterer Parameter.
Leistungsoptimierung
Selbst ein gut funktionierender Kühlkörper kann noch optimiert werden. Das “Wie” und “Wieviel” ermitteln wir durch Simulation z. B. verschiedener Materialien oder Kühltechnologien sowie Durchspielen diverser Umweltparameter.
Kostenoptimierung
Ein teurer Kühlkörper wird durch ein alternatives Fertigungsverfahren in der Herstellung oft deutlich günstiger. Ob bei gleicher oder anwendungsspezifischer Leistung: Wir unterstützen Ihre Produktentwicklung in der Kostenreduktion.
Fertigungszeichnung
Prototypenbau
Prototypenbau
Prototypen aus unserer Konstruktion ermöglichen frühzeitige Tests und gezielte Lösung von Problemen in Ihrem Gerät. Wir erstellen mit hauseigener CNC-Fertigung Ihren Funktions- und Designprototypen.
Serienfertigung
klein bis groß
klein bis groß
Durch Fertigung inhouse und in Asien können wir von Kleinstserien bis Großserien alle Kühlkörpertypen zu wettbewerbsfähigen Stückpreisen anbieten. Unsere langjährigen Kunden überzeugen wir durch konstant hohe Qualität.
Bemusterung
Wareneingangskontrolle
Wareneingangskontrolle
Bei der Qualität gehen wir keine Kompromisse ein: Die Entwicklung findet in Deutschland statt, alle Serienprodukte werden von unserem deutschen Prüflabor nach Prüfplänen mit modernsten Methoden untersucht.
Oberflächenveredelung
Eloxieren, Pulverbeschichten, Lackieren etc. dient dem Schutz Ihrer Kühlkörper vor Korrosion und Umwelteinflüssen. Farbe ist aber nicht nur chic, denn dunkel gefärbte Kühlkörper geben auch mehr Strahlungswärme ab.
Baugruppen Vormontage
Wir entlasten Ihre Produktion aktiv mit vorassemblierten Baugruppen. Das reduziert Ihren Arbeitsaufwand pro Gerät und garantiert höchste Qualität, denn als Kühl-Profis achten wir auf optimales Anbringen des Kühlkörpers.
Qualitätssicherung
Prüfpläne
Prüfpläne
Mithilfe modernster thermischer Schnellmesseinrchtungen, 3D-Messmaschinen, Montagetests und Prüfung verschiedener Einsatzszenarien prüfen wir nach eigenen sowie kundenspezifischen Prüfplänen.
Verpackungsdesign
Verpackungsproduktion
Verpackungsproduktion
EKL entwickelt und produziert die passgenauen Verpackungen, um Ihre empfindlichen Kühlkörper oder Baugruppen im mitunter rauhen Transportwesen sowie in der Lagerhaltung optimal zu schützen.
Lager & Logistik
Mit großen Lagerkapazitäten bieten wir produktionsnahe Bevorratung und Konsignationslager, Just in time Lieferungen, abgestimmte Lieferpläne sowie flexible Versandmöglichkeiten für Ihren individuellen Bedarf.
Rührreibschweißen Fertigungsverfahren im direkten Vergleich
Ein Filter ist aktiv, einige Daten sind ausgeblendet
| Extrudierte Kühlkörper | Kaltgeschmiedete Kühlkörper | Gelötete Kühlkörper | Geklebte Kühlrippen | Verpresste Kühlrippen | Rührreibschweißen | Heatpipes | Vapour Chamber | Gecrimpte Kühlkörper | Skived Fins | Druckguss | Laserwelding | Vakuum löten | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit | |||||||||||||
| Wärmeableitung über größere Distanz | |||||||||||||
| Designfreiheit und Flexibilität in Form und Größe | |||||||||||||
| Geringe Werkzeugkosten / Erstinvestition | |||||||||||||
| Günstige Stückpreise | |||||||||||||
| Geringe Rüstkosten | |||||||||||||
| Wirtschaftlichkeit bei Kleinserien | |||||||||||||
| Wirtschaftlichkeit bei Großserien | |||||||||||||
| Kombiniermöglichkeit mit anderen Technologien | |||||||||||||
| Oberflächenveredelung / Resistenz | |||||||||||||
| Wärmeübergänge | |||||||||||||
| Standardprodukte | |||||||||||||
| Materialdichte | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | n.a. | |||||||
| Platzsparend, große Oberfäche auf kleinem Raum | |||||||||||||
| Gewichtssparend | |||||||||||||
| Lageabhängigkeit / Schwerkraftabhängigkeit | |||||||||||||
| Bearbeitbarkeit | |||||||||||||
| Mechanische Stabilität | |||||||||||||
| Geringer Verschleiß | |||||||||||||
| Homogenität (Material, keine Zusatzwerkstoffe) | |||||||||||||
| Eignung für Großkühler | |||||||||||||
| Eignung für Kleinkühler |
• weniger geeignet | ••••• hervorragend geeignet | n.a.: nicht anwendbar
Sprechen wir über Ihre Kühlaufgabe!
Frank Sichler
Vertriebsleiter
+49 (0)7561 9837-47
f.sichler@ekl-ag.de
Termin vereinbaren Anfragen per E-Mail
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Reibschweißen FSW Kühlkörper für Unternehmen in der Nähe Fritzlar, Dom- und Kaiserstadt 34560 |
Fritzlar, die charmante Dom- und Kaiserstadt im Herzen Deutschlands, zeichnet sich durch eine idyllische geografische Lage inmitten der malerischen Landschaft Hessens aus. Umgeben von sanften Hügeln und Wäldern, vereint Fritzlar historische Stätten und eine lebendige Kultur. Diese einzigartige Kulisse und die zentrale Anbindung an wichtige Verkehrsrouten schaffen ideale Rahmenbedingungen für eine florierende Industrie- und Elektronikbranche.
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Durch die enge Zusammenarbeit mit einem persönlichen Ansprechpartner können die Unternehmen in Fritzlar auf maßgeschneiderte Lösungen zurückgreifen. Die EKL AG bietet einen umfassenden Full-Service, der alle Phasen der Produktentwicklung abdeckt: von der ersten Idee bis zur logistischen Umsetzung. Dieses Rundum-Paket stellt sicher, dass die Unternehmen nicht nur die passenden Kühllösungen finden, sondern auch von einem proaktiven und unterstützenden Service profitieren, der ihnen ermöglicht, sich auf ihr Kerngeschäft zu konzentrieren.
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