Technologie- und Materialentwicklung zur additiven Fertigung komplexer, hochwärmeleitfähiger Cu-Bauteile

In dem Entwicklungsprojekt wird eine risikobehaftete Technologie- und Materialforschung für die additive Fertigung komplexer, hochwärmeleitfähiger Cu-Bauteile durchgeführt. Durch die Projektpartner werden folgende wissenschaftliche und technische Ziele angestrebt:
Wissenschaftliche Ziele

• Erforschung der Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Kupfer-/Kpferlegierungspulver zum gedruckten Bauteil nach Maß mittels additiver Fertigung,
• Prüfung der Kompatibilität unterschiedlicher Polymersysteme (PLA, PA) mit Kupfersystemen,
• Verifikation des realen Verhaltens von Halbzeugen mit Wärmeflusssimulation (FEM) an komplexen innenstrukturierten (Wabe, Dreieck etc.) Geometrien.

Technische Ziele

Pulverentwicklung und Charakterisierung für hochwärmeleitfähige Systeme mit einem Kupferanteil von größer 95%,

• Entwicklung Inline-SLM für eindimensionale Materialcharakterisierung zum High Throughput -Screening,
• Entwicklung Cu-Polymer-Compound (extra AP),
• Entwicklung Cu-Polymer-Filament aus Compound (extra AP),
• Prüfung Druckbarkeit Cu-Filament mittels FDM (extra AP),
• Aufbau und Prüfung von Demonstratorbauteilen mit hochkomplexer Struktur (Fingerkühlkörper).

Am Ende des Projekts soll eine komplexe geometrische Struktur (z.B. Hochleistungskühlkörper aus Kupfer, konventionell vernickelt und sandgestrahlt), gefertigt in einem additiven Herstellverfahren als exemplarischer Prototyp vorliegen. Mit dieser geometrischen Struktur ist es möglich die Machbarkeit der Ablösung von konventionellen Technologien wie Sintern, Schmieden und Fließpressen zu bewerten.