ThinKing April - DODUCO GmbH produziert innovatives Hybridmaterial aus Aluminium und Kupfer

14.04.2015

 

Die DODUCO GmbH hat zwei Arten eines Hybrid-Verbunds entwickelt, der Kupfer und Aluminium fest verbindet. Das spart teures Material und Gewicht.

Die Landesagentur für Leichtbau Baden-Württemberg stellt diese Neuheit mit ihrem ThinKing im April vor. Die Leichtbau BW GmbH präsentiert unter diesem Label monatlich innovative Produkte oder Dienstleistungen im Leichtbau aus Baden-Württemberg.

Vergleicht man verschiedene Metalle bezüglich ihrer elektrischen und thermischen Leitfähigkeit, so belegt Aluminium einen der Spitzenplätze. Kupfer übertrifft zwar das Leistungsvermögen von Aluminium in beiden Disziplinen, ist aber auch deutlich schwerer und teurer.

Das teure und schwere Kupfer wird durch Aluminium ersetzt

Das Pforzheimer Unternehmen DODUCO hat es sich zur Aufgabe gemacht, durch einen Verbund beider Werkstoffe neue technologische Möglichkeiten zu erschließen. In einem AlCu-Hybridmaterial wird der kostenintensive Rohstoff Kupfer partiell durch das billigere und leichtere Aluminium ersetzt. Bei seinem Hybridmaterial ist es DODUCO gelungen, durch Kaltwalzen die beiden Werkstoffe fest miteinander zu verbinden, anschließend folgt dann ein Glühprozess im Ofen.

Im Unternehmen wurden zwei Entwicklungsrichtungen verfolgt. Zum einen ein Überlapp-Verbund. Das heißt auf der einen Seite Kupfer, auf der anderen Aluminium. Zum anderen der vollflächige Verbund, bei dem das Kupfer oben und das Aluminium unten ist.  Beide Verbünde haben spezifische Vorteile und Anwendungsgebiete.

Feste Verbindung zwischen Aluminium- und Kupferwelt

Die leicht überlappenden Verbundmaterialien finden Verwendung in der E-Mobilität bei der Verbindung von Lithium-Ionen Batterien oder als Steckerbinder bzw. bei Kabelschuhen am Aluminium-Kabelbaum. Überlappend plattiert sind eine Gesamtbreite von 150 Millimeter und eine Dicke von bis zu 3 Millimetern möglich.

Die vollflächigen Verbundmaterialien kommen vor allem als Kühlkörper in der Leistungselektronik zum Einsatz. In den modernen Autos wird nicht nur immer mehr Aluminium, sondern auch immer mehr Leistungselektronik verbaut, dem entsprechend steigt die Hitze, die abgeführt werden muss.

Kupfer weist im Vergleich zu Aluminium eine höhere Leitungsfähigkeit für Wärme auf. Kühlkörper in der Leistungselektronik, welche heute überwiegend aus fließgepresstem Aluminium hergestellt werden, können durch den Verbund mit Kupfer deutlich höhere Wärmeableitungsraten erzielen.

Hybridmaterial überzeugt auch durch hohe Biege- und Zugfestigkeit

Durch die Kombination der beiden Materialien mittels Walzplattieren ermöglicht  das Pforzheimer Unternehmen seinen Kunden, Kühlkörper mit höheren Kühlvermögen herzustellen, als dies bislang möglich war. Gleichzeitig hat man es bei DODUCO geschafft, die Verbindungszone zwischen Kupfer und Aluminium so aufzubauen, dass sie eine hohe Biege- und Zugfestigkeit sowie Temperaturwechselbeständigkeit mit sich bringt.

Weitere Informationen zur Hybrid-Verbund-Technologie Aluminium und Kupfer gibt es unter anderem bei einem Vortrag von DODUCO beim 2. Technologietag Hybrider Leichtbau am 05. Mai 2015 in Stuttgart. Exponate können beim Auftritt des Unternehmens auf der begleitenden Fachausstellung in Augenschein genommen werden. Mehr zur DODUCO GmbH findet sich unter www.doduco.net.