Mit einem Spezialkunststoff geht Covestro nun in puncto Lichttechnik und Energieeffizienz neue Wege. Polycarbonat soll dafür sorgen, dass sich Wärmeleitfähigkeit und Design in der Lichttechnik nicht mehr ausschließen.
Einsatz von LED in der Lichttechnik
Die gute, alte Glühbirne hat längst ausgedient, LED ist das Leuchtmittel, auf das in Zukunft gesetzt wird. Die Verbreitung dieses Leuchtmittels ist nicht mehr aufzuhalten – und soll auch gar nicht gestoppt werden. Vielmehr geht die Forschung hier immer weiter und findet neue Wege und Einsatzmöglichkeiten. Letztere sind nahezu unbegrenzt! LEDs warten mit einem sehr hohen Wirkungsgrad auf, mit dem die herkömmlichen Glühbirnen nicht mithalten können. Covestro – ein Unternehmen, welches sich in der Erforschung und Anwendung von Polymeren einen Namen gemacht hat – setzt nun auf diese neue Technik, auch wenn sie immer noch einiger Verbesserungen bedarf. So geben LEDs viel Energie in Form von thermischer Energie ab. Dafür sind Kühlkörper nötig, die die Wärme abführen. Nur so kann eine hohe Ausbeute des Lichts erreicht werden. Außerdem wird durch die Kühlkörper die Lebensdauer der LEDs deutlich erhöht.
Makrolon® TC8030: Polycarbonate mit hoher Wärmeleitfähigkeit
Damit die Arbeit mit den Kühlkörpern möglich wird, hat das Unternehmen das Polycarbonat Makrolon® TC8030 auf den Markt gebracht. Es zeichnet sich durch seine hohe Wärmeleitfähigkeit aus, die etwa 20 W/m*K beträgt. Das „TC“ im Namen steht für „thermally conductive“.
Normalerweise wird Aluminium eingesetzt, auch dieses Material bietet eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Allerdings ist hier die Gestaltungsfreiheit nicht so gut gegeben, wie wenn ein Polycarbonat-Werkstoff eingesetzt wird. Kunststoff punktet auch hier wieder mit seinen guten Eigenschaften, die schon in vielen Bereichen dafür gesorgt haben, dass herkömmlich verwendete Materialien abgesetzt und ausgetauscht wurden.
Kein Einzelspieler
Das Unternehmen hat zwar Makrolon® TC8030 entwickelt, arbeitet damit aber nicht allein. Die Möglichkeiten von Makrolon sind noch weitaus besser zu erschließen, wenn ein Partner mit ins Boot geholt wird – so geschehen mit Vesuto Oy, einem Spezialisten für Spritzguss aus Finnland. Außerdem arbeitet man mit der Karelia University of Applied Sciences zusammen, ebenfalls ein Partner aus Finnland. Es wurde ein gemeinsames Projekt entwickelt, bei dem Lampen mit Kunststoff statt wie üblich mit Aluminium gekühlt werden sollten. Mit diesen Kühlkörpern sollten LED-Lampen leistungsfähiger und effizienter werden. Die „Plastics“ sollten im Spritzgussverfahren produziert werden können, denn nur so lässt sich Makrolon® TC8030 kostengünstig herstellen. Im Projektverlauf nahm man einen Vergleich zwischen Makrolon und anderen Kühlkörpermodellen, die ebenfalls auf Basis der Polymere hergestellt worden waren, vor. Das Ergebnis war immer wieder eindeutig: Die Wärme der Platinen wird durch Polycarbonat-Werkstoffe deutlich besser abgeleitet. Makrolon® TC8030 punktete auf ganzer Linie.
Macrolon TC8030 (#1)
Makrolon besitzt damit eine ebenso gute thermische Leitfähigkeit wie die Aluminium-Varianten, wie der Projektleiter bestätigen konnte. Der große Vorteil ist aber, dass die Kunststoffmodelle weitaus leichter sind und ein abwechslungsreicheres Design ermöglichen. Die Gestaltungsfreiheit ist in der Lichttechnik mittlerweile ein wichtiger Aspekt geworden, der bei allen Neuentwicklungen berücksichtigt werden muss. LED-Lösungen sind ohnehin wahre Leichtgewichte und sollten daher nicht mit unnötig schweren Zusatzteilen belastet werden.
Das Fazit zu diesem Projekt war nun, dass ein Polycarbonat in der Lage sei, eine ganz neue Generation von LED-Kühlkörpern zu nutzen. Der Werkstoff selbst ist durch seine hohe Viskosität gekennzeichnet, im Spritzgussverfahren lässt sich aber dennoch eine ausgezeichnete Qualität erreichen. Die Verarbeitung ist einfach, wenig aufwendig und vor allem kostengünstig möglich.
Zum Unternehmen
Der Umsatz betrug bei Covestro im Jahr 2015 rund 12,1 Milliarden Euro – nicht umsonst zählt das Unternehmen zu den erfolgreichsten der Branche. Gerade die Hightech-Werkstoffe aus Polymeren sind es, die den Geschäftsbereich der Firma ausmachen. Hier beschäftigt man sich in erster Linie mit der Entwicklung neuer Produkte, die im täglichen Leben Anwendung finden und im Automobilbau sowie in der Sport- und Freizeitartikelindustrie verwendet werden. Das Unternehmen ging aus der Bayer MaterialScience hervor und produziert mittlerweile an 30 Standorten in der ganzen Welt. Mit der aktuellen Neuentwicklung ist der Firma ein großer Wurf gelungen, der die Lichtindustrie ein ganzes Stück weiterbringen wird.
Bildnachweis: © Covestro – Titelbild und #1
