Werkstoff Kupfer in der Leistungselektronik Stark unter Strom: Thermisches Management mit Kupfer

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Kupfer spielt im Wärmemanagement eine entscheidende Rolle. Doch es braucht ein besseres Materialverständnis, sagt unserer Referent vom Kupferverband. Neben den Materialeigenschaften sind Simulations- und Berechnungsmethoden entscheidend.

Kupfer ist seit jeher für seine hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit bekannt. Sein Einsatz reicht von der heimischen Küche bis zu anspruchsvollen Anwendungen in der Automobilindustrie. Dieses vielseitige Material spielt eine zentrale Rolle im thermischen Management, insbesondere bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen. Die Herausforderung besteht darin, die thermische Belastung zu kontrollieren und zu verhindern, dass Systeme durch Überhitzung Schaden nehmen. Auf unserem Fachkongress Power of Electronics am 29. und 30. Oktober in Würzburg geht unser Experte auf das Thema Kupfer detalliert ein.

Zwischen Leistung und Materialeigenschaften

In der E-Mobilität ist Kupfer sowohl Funktions- als auch Konstruktionsmaterial. Die hohen Ströme und minimierten Leitungsquerschnitte stellen erhebliche thermische und mechanische Belastungen dar. Christian Blecking, Senior Expert für industrielle Anwendungen und Fertigungstechnologien beim Kupferverband, betont: „Es besteht ein Zielkonflikt zwischen maximaler thermischer und elektrischer Leitfähigkeit und mechanischer Festigkeit. Man benötigt höchste Performance und kommt um Kupfer nicht herum.“

Um diesen Zielkonflikt zu lösen, ist ein tiefes Verständnis des Systems notwendig. „Der Schlüssel liegt in einem besseren Verständnis des jeweiligen Systems. Durch verbesserte Simulationen und Berechnungsmodelle lassen sich Aussagen zur Betriebsfestigkeit treffen und gezielt legierte Kupferwerkstoffe einsetzen", erläutert Christian Blecking.

DER KONGRESS FÜR ELEKTRONIKENTWICKLER

Entwickeln mit Weitblick – Die 360-Grad-Sicht auf die Elektronik

Von der ersten Idee bis zum marktreifen Produkt: Power of Electronics liefert Wissen, Werkzeuge und Kontakte für erfolgreiche Elektronikentwicklung. Egal, ob Sie am Anfang Ihrer Karriere stehen oder erfahrener Spezialist sind – hier finden Sie tiefgehende Inhalte, aktuelle Technologien und innovative Lösungen. Es erwartet Sie ein auf verschiedene Themengebiete der Elektronik fokussiertes Vortragsprogramm, eine übergreifende Fachausstellung mit den jeweiligen Spezialunternehmen und Komponentenanbietern sowie zahlreiche Möglichkeiten zum interdisziplinären Austausch und intensiven Networking.

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Technologische Trends und Empfehlungen

In technischer Hinsicht gibt es beständige Fortschritte im Verständnis und der Anwendung von Kupfer in hochbeanspruchten Systemen. Blecking hebt hervor, dass „intensive Entwicklungen im Bereich der Fertigungs- und Verbindungstechnik zu beobachten sind, um die Belastbarkeit zu steigern. Große Stellschrauben bestehen zudem im optimalen Design der stromführenden Komponenten.“

Für Anwender bedeutete dies, dass ein verbessertes Materialverständnis essenziell ist. „Ich werbe für ein verbessertes Materialverständnis, damit die Antwort des Kupferwerkstoffs auf thermische Belastung nicht überraschend kommt,“ rät Blecking. Er betont, dass zwar viele metallische Werkstoffe ähnlich reagieren, Kupfer jedoch auch spezifische Besonderheiten aufweise, die beachtet werden sollten.

Kernaussagen des Vortrags

Christian Blecking fasst die Essenz seines Vortrags zusammen: „Ein besseres Verständnis für die Eigenschaften des Werkstoffs Kupfer, kombiniert mit modernen Simulations- und Berechnungsmethoden, wird zu immer besser designten und performanteren elektrischen Systemen führen.“ Diese Fortschritte sind entscheidend für die Weiterentwicklung und Optimierung von E-Mobilitätslösungen.

Durch den fundierten Einsatz moderner Technologien und ein tiefgehendes Verständnis der Materialeigenschaften können Ingenieure und Entwickler die großen Herausforderungen des thermischen Managements im Zusammenhang mit Kupfer meistern und neue Standards in der Leistungselektronik setzen.

Die Cooling Days 2025 sind Teil der Entwickler-Veranstaltung Power of Electronics vom 29. bis 30. Oktober in Würzburg. (heh)

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