Kunststoffe im Thermomanagement

Ein effizientes Thermomanagement bedeutet die anforderungsgerechte Steuerung von Wärmeströmen, so dass für jeden Betriebszustand ein Optimum erreicht wird. Es ist  also ein zentrales Element zur Energie- und Ressourceneffizienz, z. B. in der Elektromobilität, Beleuchtungs- oder Gebäudetechnik. Auch spielt das Thermomanagement in modernen Wärmedämmungen zur Gebäude- oder Anlagenisolation eine entscheidende Rolle und trägt so erhebliich zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgase bei.

Mit Bezug auf Miniaturisierung und Effizienzsteigerung elektronischer Komponenten sowie einer zunehmend steigenden Stückzahl hochintegrierter Funktionsbauteile (z.B. im Bereich der Beleuchtungstechnik, Sensorik, etc.) sind mehr denn je kostengünstige Fertigungsverfahren in Kombination mit wärmeleitfähigen Kunststoffen gefragt. In diesem Zusammenhang spielen Kunststoffe eine Schlüsselrolle, die in Bezug auf ihre Einsatz- und Verarbeitungseigenschaften optimal ausgelegt sind und beispielsweise dünne Wandstärken in Kombination mit ausreichend guten mechanischen Eigenschaften vereinen.

Speziell in den Bereichen der Elektromobilität und F&E besteht zusätzlich die Herausforderung Temperaturpeaks, z. B. bei Schnellladevorgängen, abzufangen. Ein direktes Abführen der thermischen Energie ist dabei häufig nicht möglich oder würde zu einer Überdimensionierung des Kühlsystems führen. An dieser Stelle helfen Wärmespeichermaterialien zielgerichtet, die Wärme kurzfristig aufzunehmen und langfristig abzugeben.

Kunststoffschäume spielen bei den Isolationsmaterialien eine zentrale Rolle. Hinsichtlich der fehlenden Nachhaltigkeit geraten diese Materialien aber zunehmend unter Druck. Nachhaltige Schäume auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen für die Gebäudeisolation oder als wesentliches Element in Leichtbaustrukturen sind daher ein wesentlicher Schlüssel zur Steigerung der Ressourceneffizienz.

• Wir unterstützen Sie bei der Material- und Prozessauswahl für Ihre spezifische Anwendung
• Wir charakterisieren und bewerten (Ihre) Materialien nach gängigen und anforderungsspezifischen Methoden, z. B. Wärmeleitfähigkeit, Rheologie, Mechanik, Lebensdauer.   
• Wir untersuchen und bewerten die Wechselwirkung zwischen hochgefüllten Polymerschmelzen und metallischen Werkzeugoberflächen hinsichtlich Verschleiß und Belagbildung.
• Dort wo heute verfügbare wärmeleitfähige Kunststoffe an ihre Grenzen stoßen, entwickeln wir optimierte und maßgeschneiderte Formulierungen (Thermoplasten, Duromere und Elastomere) gemäß Ihres Anforderungsprofils.
• Zur Aufbereitung (bis 100 kg/h) und Verarbeitung hochgefüllter thermoplastischer Kunststoffcompounds bieten wir Ihnen die passende Prozessentwicklung an.
• Mit Blick auf Wärmespeicherung entwickeln wir formstabilisierte Phasenwechselmaterialien (FSPCM).
• Für Ihre Anforderungen hinsichtlich Flammschutz finden wir die passende Lösung, beispielsweise in der Entwicklung flammgeschützter Isolationsmaterialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe.
• Wir begleiten Sie bei der Entwicklung von Bauteilen mit hoher Funktionsintegration durch ganzheitliche Ansätze, beispielsweise bei der Auslegung von wärmeleitenden und -speichernden Batteriegehäusen. Dabei stimmen wir Auslegungs-, Material- und Fertigungsprozesse optimal aufeinander ab, z. B. durch
  • Berücksichtigung prozessabhängiger Materialeigenschaften im Bauteil
  • anwendungsspezifische Auswahl und Entwicklung passender experimenteller und simulativer Methoden, z. B. zur Modellierung des mechanischen Verhaltens und in Bezug auf die Lebensdauer
  • hybride Bauweisen, z. B. in thermoplastischen Sandwichverbunden
• Zur Betrachtung des Gesamtsystems greifen wir auf ein starkes und etabliertes Netzwerk passender Partner für Ihre individuelle Herausforderung zurück.

Bei uns haben Sie eine zentrale Ansprechperson, die für Ihre Fragestellung die beste Lösung identifiziert und die Kommunikation zwischen verschiedenen Fachdisziplinen und möglichen Partnern koordiniert. Dabei greift sie auf unsere Methoden zur ganzheitlichen und Hersteller unabhängigen Bewertung zurück, um Materialien und Verfahren für ein optimales Design aufeinander abzustimmen. Mit unseren strategischen Partnern finden wir auch für komplexe Fragestellungen eine wirtschaftliche Lösung.