INSIDER-SYSTEMLÖSUNGEN
Die METAHYBRID-Plattform überführt das Insider-Prinzip in schlüsselfertige, hochfunktionale Systembaugruppen. Durch die anwendungsspezifische Steuerung der Porenmorphologie werden konventionelle Bauteilgrenzen in der industriellen Serie systematisch aufgelöst.
THERMOMANAGEMENT: PORECOOL
Zum Patent angemeldet. / Staatlich validierte Innovation (BSFZ-zertifizierte, weltweit erste Insider-Kühlarchitektur).
Paradigmenwechsel in der Entwärmung: PORECOOL öst das Problem der thermischen Limitierung nicht durch rein oberflächliche Vergrößerung von Kühlgeometrien, sondern durch die gezielte Beherrschung thermodynamischer Strömungs- und Materialeffekte im Bauteilinneren.
- Die Problemstellung: Konventionelle Kühlungssysteme (Outsider-Prinzip) erfordern zur Leistungssteigerung eine proportionale Skalierung von Oberfläche und Bauraum – ein limitierender Faktor bei fortschreitender Systemminiaturisierung.
- Die Systemlösung: Gezielte Ausnutzung intrinsischer Materialeigenschaften und anwendungsspezifischer Porenmorphologien zur Optimierung der Strömungsmechanik und der lokalen Wärmeübertragungskoeffizienten.
- Der technologische Benefit: Maximale Entwärmungsleistung bei einer Reduktion der benötigten Gesamtoberfläche um bis zu 30 %. Dies ermöglicht die Realisierung radikal kompakterer, leichterer Gesamtsysteme ohne thermische Leistungseinbußen.
FUNKTIONS-INTEGRATION: FILLSERTS
Zum Patent angemeldet.
Multifunktionale Schnittstellen-Architektur: Hochfeste Integration thermodynamischer und mechanischer Funktionen in Leichtbaustrukturen aus Polymeren, Faserverbundwerkstoffen (CFK/GFK) oder Partikelschäumen. FILLSERTS nutzen die kontrollierte Poreninfiltration, um über konventionelle Befestigungspunkte hinauszugehen und mehrdimensionale physikalische Anforderungen in einer einzigen Systemkomponente zu bündeln.
- Prozesstechnik: Punktgenaue Implementierung metallischer, offenporiger Strukturen, die als mechanisches Skelett und Stützmatrix fungieren. Sie nehmen mechanische und thermische Lasten direkt auf und kompensieren rheologische Spannungen während der Urformung.
- Mechanische Lastaufnahme: Maximale strukturelle Steifigkeit und Integrität unter dynamischen Belastungen (Vibration), Crash-Szenarien und zyklischen thermischen Klimawechseln.
- Integrierte Fluidik: Direkte Implementierung strömungsmechanischer Komponenten (z. B. absolut mediendichte Schlauchstutzen und Übergänge) direkt im Fügebereich.
- Fügetechnik: Realisierung hochbelastbarer, dauerfester Verschraubungs- und Anbindungspunkte in Trägermaterialien mit geringer inhärenter Eigenfestigkeit.
- Der technologische Benefit: Maximale strukturelle Steifigkeit und Integrität unter dynamischen Belastungen (Vibration) sowie die Realisierung von Geometrien (Wandstärkensprünge), die konventionell als nicht fertigbar klassifiziert sind – absolut verzugsfrei.
KUNSTSTOFF-KÜHLUNG UND GEOMETRIE: COOLSERTS
Zum Patent angemeldet.
Thermisches Funktions-Skelett für Isolatoren: Systemtechnische Lösung zur gezielten thermischen Aktivierung von Kunststoffkomponenten, Carbon-Strukturen und Partikelschäumen. COOLSERTS lösen die thermische Barriere von Polymeren auf. Die Technologie ermöglicht die direkte Integration von Hochleistungselektronik in inhärent isolierende Matrixmaterialien und erweitert die konstruktiven Freiheitsgrade im Leichtbau grundlegend.
- Die Problemstellung: Kunststoffe weisen eine extrem geringe Wärmeleitfähigkeit auf, was bei eingebetteter Elektronik zu thermischem Systemversagen führt. Zudem limitieren rheologische und physikalische Effekte (Schwindung, Verzug) die Geometriefreiheit, da ungleichmäßige Wandstärken und massive Materialanhäufungen im Spritzgießprozess konventionell kaum prozesssicher beherrschbar sind.
- Die Systemlösung: Punktgenaue Implementierung metallischer, offenporiger Wärmepfade, die als mechanische und thermische Stützmatrix fungieren. Diese Struktur steuert die Prozesskühlung bereits während der Urformung und leitet im Realbetrieb die Verlustleistung hocheffizient durch die Gehäusewandung nach außen ab.
- Der technologische Benefit: Erzielung definierter Kühlleistungen in ultraleichten Polymer-Gehäusen bei gleichzeitiger Realisierung komplexer Geometrien (Wandstärkensprünge), die konventionell als nicht fertigbar klassifiziert sind – ohne den Bauraum- und Massenachteil massiver Metallkomponenten.
MULTIFUNKTIONALE LEICHTBAU-KOMPONENTEN: OPENPORE
ThinKing Innovation des Jahres 2022 des Landes Baden-Württtemberg.
Monolithische Funktionsarchitektur: Selbsttragende Leichtbau-Strukturkörper für das simultane Management von Fluiden, Akustik und optischen Wellenlängen. OPENPORE® substituiert fehleranfällige und komplexe Mehrkomponenten-Systeme (z. B. Sintermetalle, Drahtgewebe oder Metallfilze). Die monolithischen Gefüge vereinen funktionale Eigenschaften und mechanische Tragfähigkeit ohne zusätzliche, schwere Hilfsrahmen.
Die Bereitstellung dieser Strukturtechnologie erfolgt über zwei technologische Säulen:
OPENPORE-Casting
- Maschinenbau-Exzellenz: Realisierung multifunktionaler Komponenten aus offenporigem Aluminiumguss mit 50 % weniger Gewicht gegenüber massivem Aluminium – bei einer mechanischen Stabilität auf dem Niveau von Stahlschäumen.
- Prozess-Kompatibilität: Problemlose Integration in bestehende industrielle Fertigungsketten durch die vollständige Eignung für konventionelle Be- und Verarbeitungsprozesse (Zerspanung, Schweißen, Fügen).
- Wirtschaftlichkeit: Reproduzierbare Skalierung im industriellen Kokillenguss für die kosteneffiziente Großserie.
OPENPORE-Printing
- Erweitertes Werkstoffspektrum: Werkstoffunabhängige Realisierung zellulärer Architekturen. Das Spektrum umfasst Hochleistungspolymere, Edelstahl, Titan, Aluminium, Kupfer und andere druckbaren Werkstoffe für maximale thermische und elektrische Leitfähigkeit.
- Geometrische Freiheit & Gradierung: Werkzeuglose Fertigung komplexester Geometrien mit lokal variierenden (gradierten) Porengrößen und Dichten innerhalb eines einzigen Bauteils. Dies ermöglicht eine mathematisch optimierte Last- und Strömungsverteilung.
- Funktionale Integration & Design: Direkte additive Einbettung von Kanälen, Gewinden und Montage-Schnittstellen im Druckprozess. Zudem Erschließung völlig neuer Design- und Architekturpotenziale durch parametrisch gestaltbare, transluzente Oberflächenstrukturen.
FUNKTIONEN
- Struktureller Leichtbau: Realisierung tragender Funktionsstrukturen mit einer Massereduktion von bis zu 70 % gegenüber massiven Werkstoffen bei einer hohen mechanischen Stabilität.
- Medien- & Vakuummanagement: Präzise Steuerung, Homogenisierung und flächige Verteilung von Gasen und Flüssigkeiten. Optimiert für den Einsatz in der Prozesstechnik sowie für großflächige Vakuum-Spannsysteme.
- Schutz & Akustik: Hochwirksame, breitbandige Schalldämpfung, inhärenter Spritzwasserschutz und zertifizierbarer Explosionsschutz (Flammsperren) – vollkommen frei von der materialtypischen Alterung und Degradation klassischer Absorberstoffe.
- Optische Transluzenz: Definierte Lichtdurchlässigkeit durch geometrisch einstellbare Porenkanäle zur Realisierung transluzenter Metallstrukturen in den Bereichen Design, Lighting und Architektur.
LEICHTBAU-FORMWERKZEUGE: PORETOOL
Homogene Entlüftung, Temperierung und Oberflächenkonditionierung: Hochleistungs-Werkzeugeinsätze für Thermoforming, Partikelschaum-Verarbeitung (EPS/EPP) und Faserguss (Pulp). PORETOOL substituiert punktuelle Entlüftungsbohrungen oder Schlitzdüsen durch eine flächige, physikalisch vollkommen homogene Porenpermeabilität. Das Ergebnis ist eine hochpräzise Formgebung bei simultan optimierter Zykluszeit.
- Thermoforming: Bereitstellung eines vollflächigen Vakuumfeldes ohne lokale Absaugmarken oder mechanische Bohrbilder. Die Mikro-Porenstruktur erzeugt eine homogene, matte Bauteiloberfläche auf dem optischen Niveau hochwertiger Erodierstrukturen – optimiert für maximale Abformschärfe bei technischen oder strukturierten Folien.
- Partikelschäume (EPS/EPP): Isotrope Dampfbeaufschlagung und homogene Entlüftung über das gesamte Formnest. Konventionelle Düsenabdrücke auf dem Endprodukt werden vollständig eliminiert und durch eine reproduzierbare, mikrostrukturierte Oberflächenästhetik ersetzt, die die mechanische und optische Bauteilqualität signifikant steigert.
- Faserguss (Pulp): Beschleunigte Entwässerung direkt durch die formgebende Werkzeugwandung. Die kontrollierte Porenmorphologie unterstützt über Kapillareffekte die werkzeugschonende Entformung und sichert absolut homogene Wandstärken ohne lokale Saugmarken oder Gefügeschwächungen.
- Der Prozess-Benefit: Die flächige Druckluftbeaufschlagung über die Porenstruktur minimiert die mechanischen Entformungskräfte und reduziert den Werkzeugverschleiß. Die Einsätze sind vollständig konventionell zerspanbar (Fräsen, Drehen, Bohren) und lassen sich formschlüssig in bestehende Stammformen und Werkzeugkonzepte integrieren.