INDUSTRIE KÜHLKÖRPER. Kundenspezifische Kühlkörper Fertigungstechnologien Thermische Simulationen

Transkript

1 INDUSTRIE KÜHLKÖRPER Kundenspezifische Kühlkörper Fertigungstechnologien Thermische Simulationen

2 DIE EKL AG STELLT SICH VOR Die EKL AG mit Sitz in Leutkirch im Allgäu entwickelt, konstruiert und fertigt seit über 20 Jahren Kühllösungen für die Elektronikindustrie. Unabhängig von einzelnen Herstellungsverfahren, bietet die EKL AG eine breite Auswahl an innovativen Fertigungstechnologien, wie z. B. Extrusion, Druckguss, Kaltschmieden, Löten, Kleben (bonded), skived, Heatpipes, mit und ohne Lüfter. Neben zahlreichen Standardkühllösungen, Lüftern und Zubehör bietet die EKL AG vor allem kundenspezifische Lösungen, auch für kleine Stückzahlen, an. Durch die langjährige Erfahrung im Bereich der Thermodynamik, und den Einsatz modernster Entwicklungswerkzeuge wie z. B. Simulationssoftware und Wärmebildkameras für Thermografien ist die EKL AG in der Lage, schnell und flexibel optimale Lösungen zu liefern. KÜHLKÖRPER LED Spotlight / Tracklight High Bay / Low Bay Kundenspezifisch KÜHLKÖRPER IT Standardkühler für Intel und AMD Lüfter & Zubehör KÜHLKÖRPER INDUSTRIE Kundenspezifische Kühlkörper Bereiche: Medizintechnik, Leistungselektronik, Automatisierung, Embedded, etc. ENTWICKLUNG Thermosimulationen Thermografie Entwicklungspakete: Premium Paket Plus Paket Basic Paket

3 KÜHLLÖSUNGEN FÜR INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN 20 Jahre Erfahrung machen uns zu einem Spezialisten in der Kühlung

4 FERTIGUNGSTECHNOLOGIEN Extrusion Eine der gängigsten Fertigungstechnologien im Bereich der elektronischen Kühlung stellt das Aluminium Strangpressverfahren (Extrusion) dar. Die jahrelange Erfahrung der EKL AG macht uns zu einem Spezialisten hinsichtlich Auslegung, Optimierung und Machbarkeitsbewertung Ihres Extrusionskühlers. Die kostengünstige Fertigung in Asien und die damit verbundenen geringen Werkzeugkosten machen es möglich auch kleine und mittlere Serien eines individuell optimierten Kühlers zu liefern. Geringe Werkzeugkosten Kombinierbar mit anderen Fertigungstechnologien Standardverfahren zur Herstellung Gute Wärmeleitfähigkeit Diverse Oberflächenveredelungen möglich (Extrusion, Vernickeln, Lackieren, Pulverbeschichten) Kalt-Schmieden Eine Lüfterlose Kühlung in immer leistungsfähigeren Systemen erfordern leistungsstarke Kühlkörper mit einer sehr hohen Oberfläche. Um diese Systeme effektiv kühlen zu können bietet die EKL AG Kühler aus einem Kaltschmiedeverfahren an. Der Einsatz von hochreinem Aluminium oder Kupfer in Form von Stiftkühlern erfüllt diese Anforderungen optimal. Im Gegensatz zu extrudierten Kühlern können somit auch komplexe Geometrien hergestellt werden. Neben kundenspezifischen Designs bietet die EKL AG auch eine Auswahl an Standardgrößen an. Kupfer- und Aluminiumkühler "aus einem Stück" Standardgrößen erhältlich Hochreines Aluminium mit sehr hoher Wärmeleitfähigkeit Große Oberfläche möglich durch runde Pins Hohe Materialdichte Löten Durch die Verbindung von Aluminium und Kupfer ist es möglich sehr hohe Leistungsdichten auch von kleinen Bauteilen zu kühlen. Die thermische "Spreizwirkung" der Kupferplatte in gelöteter Verbindung mit leichten Aluminiumrippen führt zu sehr geringen thermischen Widerständen. Durch die Verwendung von gestanzten Aluminiumrippen kann zusätzlich eine sehr hohe thermische Oberfläche geschaffen werden um Systeme auch lüfterlos zu kühlen. Standardverfahren zur Herstellung Kupfer - Aluminium Kombination möglich Sehr viele dünne Fins möglich

5 Heatpipe Der Einsatz von Heatpipes ist in der modernen Kühltechnik nicht mehr wegzudenken. Die thermisch höchstleitenden Kupferrohre arbeiten mittels Phasenwechsel des beinhalteten Mediums und können Hotspots in Ihrem System effektiv und sehr schnell an eine passende Wärmesenke abführen. Von einzelnen Baugruppen als Montageset bis hin zu fertig verlöteten Heatpipekühlern bietet Ihnen die EKL AG ein breites Spektrum an Lösungen an. Durch den Einsatz von qualifizierten, qualitativ hochwertigen Heatpipes wird eine Langzeitstabilität erreicht, welche den hohen Qualitätsanforderungen unserer Kunden entspricht. Sehr gute Wärmeleitung Ideal für Wärmeableitung in beengten Einbausituationen Kombinierbar mit diversen Fertigungstechnologien Wärmeableitung über weitere Distanzen möglich Große Designfreiheit und Flexibilität durch Erhöhung der Anzahl der Heatpipes Crimpen Als lotfreie Alternative zu gelöteten Rippenkühlern bietet die EKL AG Kühler mit mechanisch eingepressten Rippen an. Durch die Verbindung von Aluminium und Kupfer ist es möglich sehr hohe Leistungsdichten auch von kleinen Bauteilen zu kühlen. Die thermische "Spreizwirkung" der Kupferplatte in mechanischer Verbindung mit leichten Aluminiumrippen führt zu sehr geringen thermischen Widerständen. Durch die Verwendung von gestanzten Aluminiumrippen kann zusätzlich eine sehr hohe thermische Oberfläche geschaffen werden um Systeme lüfterlos zu kühlen. Lötfreie Verbindung (rein mechanischer Prozess) Pulverbeschichtung möglich (designabhängig wg. Fin-Zwischenräumen) Kupfer - Aluminium Kombination möglich Sehr viele dünne Fins möglich Keine Fin Verkettung notwendig Diverse Oberflächenveredelungen möglich Druckguss Geschlossene Systeme bei welchen Gehäuseteile als Kühlung dienen erfordern häufig Lösungen aus Aluminium Druckguss. Komplexe Geometrien, sowie angegossene Montagehalterungen lassen sich hierdurch einfach umsetzen. Ob als Motorengehäuse oder Rückwand einer Panelanwendung, der Einsatz gegossener Aluminiumkühler ist vielseitig. Die EKL AG bietet neben der Fertigung bestehender Designs auch die Beratung hinsichtlich der Umsetzung Ihrer Ideen. Komplexere Geometrien als bei Extrusion möglich Günstige Stückkosten

6 HOCHLEISTUNGSKÜHLKÖRPER Kühlkörper für Windkraftanlagen, Gleichrichter, Wechselrichter, Elektromobilität...

7 Skived Fin Small Form Factor Systeme mit geringen Bauhöhen erfordern die bestmögliche Kühlung auf engstem Raum. Durch das skived fin Verfahren bietet die EKL AG Kühler aus Kupfer oder Aluminium mit Bauhöhen von weniger als 30 mm an, welche durch das spezielle Herstellverfahren eine sehr hohe Oberfläche ohne zusätzliche thermische Widerstände durch löten oder crimpen erreicht. Die "geschabten" Rippen sind Übergangslos mit der Bodenplatte verbunden. Auch Kleinserien können aufgrund günstiger Werkzeuge realisiert werden. Kupfer- und Aluminiumkühler "aus einem Stück" Geringe Werkzeugkosten Sehr dichte Rippen Hohe Findichte möglich Reibrührschweißen Beim Reibrührschweißen (FSW) wird ein rotierender Stift in den Stumpfstoß zweier Kühlprofile gedrückt und entlang der Fügelinie bewegt. Das Material wird durch die Reibung erwärmt und durch die Rotation des Stiftes verrührt, so dass sich die Materialien in einem Warmumformprozess verbinden. Da dieser Prozess, im Gegensatz zu konventionellen Schmelz-Schweißverfahren, bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes erfolgt, werden nachteilige Gefügeveränderungen beim Erstarren der Schmelze vermieden. Keine Gefügeveränderung ohne Zusatzwerkstoff und ohne große Festigkeitsverluste Sehr gute und gleichmäßige Wärmeleitfähigkeit Sehr große Ausführungen möglich (durch das Zusammenfügen mehrerer Kühlprofile) Fügbarkeit unterschiedlicher Aluminium- und Magnesiumlegierungen Epoxid verklebte Fins Die Verbindung zwischen Bodenplatte und den Fins wird durch die Verwendung eines Spezialklebers hergestellt. Der Spezialkleber ist kalt aushärtend und vermeidet somit möglichen Materialverzug. Im Gegensatz zu anderen Herstellverfahren kann beim kleben ein sehr geringer Abstand zwischen den Fins realisiert werden um eine bessere Wärmeabfuhr zu ermöglichen. Günstigere Alternative zum Lötverfahren Größere Findichte ermöglicht bessere Wärmeabfuhr Kein Materialverzug Kleine Stückzahlen machbar

8 Verpresste Kühlrippen Als Grundlage für das swaged Verfahren (verpresste Kühlrippen) dient ein Extrusionsprofil. Je nach Komplexität wird entweder ein Standard- oder ein kundenspezifisches Profil verwendet. Dieses Profil kann dann beliebig oft aneinander gepresst werden. Skalierbare Länge Gute Wärmeleitfähigkeit Bei Verwendung eines Standardprofils keine Werkzeugkosten Bei Verwendung eines kundenspezifischen Profils einmalige Werkzeugkosten Flüssigkeitskühlkörper Mit herkömmlichen Luftkühlern können Wärmewiderstände von K/kW erzielt werden. Eine wesentliche Verbesserung kann mit wasserdurchströmten Kühlkörpern erreicht werden. Aufgrund ihrer guten Wärmeleitfähigkeit werden als Plattenmaterial häufig Kupfer oder Aluminium-Legierungen verwendet. Um den Wärmewiderstand weiter zu verringern, sollte die Platte möglichst dünn ausgeführt werden und von vielen Kanälen durchsetzt sein. Bessere Wärmeabfuhr als Luftkühlkörper Geeignet für engen Bauraum Die Weiterleitung der Kühlflüssigkeit zu einem anderen Ort lässt sich einfach realisieren. Einfacher Anschluss an bestehenden Kühlkreislauf möglich Oberflächenveredelung Ob designgetriebene Anforderungen an Oberflächen, Korrosionsschutz oder EMV Richtlinien, die EKL AG bietet Ihre Produkte mit der für die Erfüllung der Anforderung benötigten RoHS konformen Oberfläche an. Eloxieren, farbig oder natur Vernickeln Chromatieren Pulverbeschichten KTL Beschichtung Lackieren

9 PASSGENAUE KÜHLKÖRPER FÜR IHRE ANWENDUNGEN Große Auswahl an Fertigungstechnologien Kundenspezifische Kühlkörper bereits ab 500 Stück

10 SIMULIEREN STATT PROBIEREN THERMISCHE SIMULATIONEN Ständig wachsende Anforderungen und immer komplexer werdende Anwendungen machen eine wohlüberlegte Vorbereitung unumgänglich - speziell im Hinblick auf Leistungs- und Kostenoptimierung in einem sich immer schneller ändernden Markt. Durch eine frühzeitige Einbindung der thermischen Simulation in die Systementwicklung können thermische Probleme früh erkannt und behoben werden. Dazu bietet diese den effizientesten Weg um Temperaturentwicklungen und Strömungsbedingungen zu visualisieren. Eine Vernachlässigung des thermischen Managements kann im schlimmsten Fall zum Scheitern eines Projekts führen. Um unsere Kunden schneller ans Ziel zu bringen haben wir unsere Entwicklungsabteilung stark ausgebaut und unsere Prozesse weiter optimiert. Wir arbeiten mit der Simulationssoftware FloEFD des Herstellers Mentor Graphics. FloEFD basiert auf CFD-Methoden. In Kombination mit der neuesten Hardware verfügen wir über hohe Rechenleistungen um die Simulationszeiten kurz zu halten. Ab sofort bieten wir Ihnen 3 attraktive Entwicklungspakete (Basic, Plus und Premium) an, welche neben der Konstruktion der Kühllösung auch die Thermosimulation beinhalten. Je nach Komplexität des Projektes kann somit kostentransparent eines der Pakete ausgewählt werden. Für die passende Auswahl des Paketes bieten unsere Spezialisten bereits im Vorfeld einen kostenlosen Systemcheck an. Je nach Verlauf sind während der Simulationsphase Erweiterungen oder Reduzierungen auf andere Pakete möglich. Kunden der EKL AG profitieren von über 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von individuellen Kühllösungen und reduzieren somit Ihre time to market auf ein Minimum. Entwicklung, Prototypenbau, Vorserienfertigung bis hin zur Serienfertigung Alles aus einer Hand

11 KUNDENANFORDERUNG Einbaubedingungen Thermische Leistung der Komponenten Umgebungstemperatur... KONSTRUKTION optimale Bauraumausnutzung Auswahl der geeignetsten und kostengünstigsten Fertigungstechnologie SIMULATION Zeitersparnis bei der Entwicklung Optimierung des Kühlsystems Vermeidung von Entwicklungsschleifen PROTOTYPING Messung des Prototypen im System Abgleich mit Simulationsergebnissen Kundenfreigabe / Änderungen VORSERIE Werkzeugerstellung Vorserienlieferung Nach Freigabe Serienproduktion LOGISTIK Wöchentl. Luft- und Seefrachten Großes Lager in Leutkirch Konsignationsvereinbarungen Rahmenvereinbarungen SERIENLIEFERUNG Qualitätssicherung im Haus (auf Wunsch 100%) Deutsche Ansprechpartner Veredelung in Leutkirch möglich

12 EKL AG Tel.: +49 (0) Nadlerstr Fax: +49 (0) Leutkirch info@ekl-ag.de Deutschland