Neues Leichtbaukonzept soll die Kühlung von Hochleistungselektronik in der Mobilität optimieren

Wissenschaftler gibt Schaumwerkstoff in Zerkleinerungsmaschine
Insgesamt 12 Partner aus Mittelstand, Industrie und Forschung arbeiten im Verbundprojekt „Komplexe Leichtbaustrukturen für elektronische Anwendungen innerhalb der Mobilität“ (KoLibri) an einem neuen, recyclingfreundlichen Kühlkonzept für Hochleistungselektronik in Autos, Zügen und Flugzeugen.

Ziel des Projektes ist es, den gesamten Produktlebenszyklus eines neuen Kühlkonzeptes in der Automobil-, Bahn- und Luftfahrtbranche zu entwickeln. Zum Einsatz kommen neuartige Leichtbaustrukturen, wie beispielsweise Aluminiumschäume sowie additiv gefertigte und galvanisierte Kunststoffschäume.

Kreislauffähigkeit auf dem Prüfstand

Das Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik an der TU Bergakademie Freiberg beteiligt sich an der Entwicklung recyclingfreundlicher Kühlstrukturen und entwickelt zudem Methoden für die Bewertung der Recyclingfähigkeit im Rahmen der neuen EU-Nachhaltigkeitsforderung „CSRD“. Die Ergebnisse fliesen einerseits in die Nachhaltigkeitsbewertung von Produkten ein, die zukünftig innerhalb des Reporting der „Corporate Sustainability Reporting Directive“ (CSRD) erforderlich werden. Andererseits werden recyclingfreundliche Gestaltungshinweise unter Berücksichtigung bereits bestehender und zukünftiger Normen bereits in der Designphase berücksichtigt.

Zukünftige Vorteile von schaumbasierten Kühlkonzepten

„Die Vorteile von schaumbasierten Kühlstrukturen liegt in einer 20-50 Prozent erhöhten Kühlperformance bei gleichem Bauraum beziehungsweise einer Gewichtsersparnis von bis zu 50 Prozent bei gleicher gewünschter Performance. Des Weiteren ist durch den Einsatz von Beschichtungen auf additiv gefertigten Kunststoffschäumen eine Kostenreduktion von bis zu 75 Prozent zu erwarten“, erklärt Prof. Holger Lieberwirth. Eine additive Fertigungsmethode lässt laut den Forschenden noch einen weiteren Vorteil zu: „Nämlich die direkte Applikation der Kühlstruktur angepasst an den Anwendungsfall beziehungsweise das Trägermodul.“

Ziel ist das Schaffen einer ganzheitlichen Lösung

Für die Entwicklung einer ganzheitlichen Lösung nehmen die Forschenden den gesamten Lebenszyklus der Kühlstruktur unter die Lupe. Sie generieren neuartige Werkstoffsysteme, Fertigungstechnologien und Recyclingprozesse. „Um die Entwicklung neuer Produkte in Zukunft simpler zu gestalten, entwickelt das Team Daten für eine Ökobilanzierung sowie Softwarelösungen so weiter, dass es möglich sein wird, diese im frühen Entwicklungsstadium der Konstruktion einzusetzen“, sagt Prof. Holger Lieberwirth

Logo BMWKDas Projekt „KoLibri“ wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) in der Fördermaßnahme Technologietransfer-Programm Leichtbau im Förderbereich 3: CO2-Einsparung durch Ressourceneffizienz und Logo PTJ-substitution (A) für drei Jahre bis 2024 gefördert und durch den Projektträger Jülich betreut.

Projektkonsortium:

  • Siemens AG (Verbundkoordinator)
  • Valeo Siemens GmbH
  • Siemens Mobility GmbH
  • Rolls-Royce Deutschland Ltd. & Co. KG
  • NRU GmbH
  • METROM Mechatronische Maschinen GmbH
  • ifu Institut für Umweltinformatik Hamburg GmbH
  • Fraunhofer ENAS
  • Fraunhofer IWU
  • TU Bergakademie Freiberg, Institut für Aufbereitungsmaschinen und Recyclingsystemtechnik
  • TU Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik
  • Electric Flytrain GmbH
Fragen beantwortet / Contact: 
Prof. Dr. Holger Lieberwirth, E-Mail: Holger.Lieberwirth@iart.tu-freiberg.de; Tel.: +49 3731 39-2558