FSW-Schweißen oder Vakuumlöten: Welche Verbindungstechnik passt zu Ihrer Kühlanwendung?

Bei der Entwicklung eines Kühlkörpers gibt es selten die eine Verbindungstechnologie, die für jede Anwendung die Beste ist. Entscheidend sind die Anforderungen der jeweiligen Anwendung.

FSW-Schweißen (Friction Stir Welding bzw. Rührreibschweißen) und Vakuumlöten bieten unterschiedliche Möglichkeiten für die Herstellung leistungsfähiger Kühlkörper. Welche Technologie zum Einsatz kommt, hängt unter anderem von der gewünschten Kühlleistung und den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab.

Miba Cooling setzt beide Verfahren ein. Unser Ausgangspunkt ist dabei nicht eine bestimmte Fertigungstechnologie, sondern Ihre thermische Herausforderung.

In diesem Artikel zeigen wir:

• wie FSW-Schweißen und Vakuumlöten funktionieren,
• welche Möglichkeiten die beiden Verfahren bei Kühlkörpern bieten,
• und warum die technischen Anforderungen darüber entscheiden, welche Lösung für eine Anwendung geeignet ist.

Einen Überblick über unterschiedliche Fügeverfahren gibt unser Vergleich der Verfahren zur Kühlkörper-Herstellung.

Was ist FSW-Schweißen und welche Vorteile bietet es bei Kühlkörpern?

FSW-Schweißen (Friction Stir Welding) ist ein Fügeverfahren, bei dem metallische Werkstoffe ohne Aufschmelzen des Grundmaterials miteinander verbunden werden. Ein rotierendes Werkzeug erzeugt durch Reibung und mechanische Verformung die notwendige Wärme und verbindet die Werkstoffe entlang der Fügestelle.

Miba Cooling nutzt dieses Fertigungsverfahren unter anderem für unterschiedliche Wasserkühlkörper zur Kühlung von Leistungselektronik.

Welche Möglichkeiten bietet FSW bei Kühlkörpern?

FSW ermöglicht beispielsweise:

• die Herstellung fester und belastbarer Verbindungen,
• eine vergleichsweise geringe Wärmeeinbringung im Vergleich zu herkömmlichen Schweißmethoden,
• verzugsarme Verbindungen mit hohen Festigkeiten,
• sowie die Verarbeitung geeigneter Aluminiumlegierungen und andere schwer schweißbare Materialien.

Die Verbindung erfolgt dabei gezielt entlang der FSW-Schweißnaht. Ob dieses Konstruktionsprinzip für einen Kühlkörper geeignet ist, hängt den jeweiligen technischen Anforderungen ab.

FSW kann daher für viele Kühlanwendungen eine technisch sinnvolle Lösung sein.

Was ist Vakuumlöten und welche Vorteile bietet es bei Kühlkörpern?

Beim Vakuumlöten werden Bauteile in einer Vakuumkammer durch einen kontrollierten thermischen Prozess miteinander verbunden. Das Verfahren ermöglicht es, auch komplexe Kühlkörperstrukturen mit großflächigen Verbindungen herzustellen.

Gerade wenn sehr hohe Kühlleistungen gefordert werden, eröffnet Vakuumlöten zusätzliche konstruktive Möglichkeiten.

Welche Möglichkeiten bietet Vakuumlöten?

Das Verfahren ermöglicht unter anderem:

• großflächige Verbindungen zwischen Bauteilen,
• komplexere interne Kühlstrukturen, wie Waben, Diamanten oder andere,
• unterschiedliche Kühlkörpergeometrien,
• sowie eine leistungsfähigste Wärmeübertragung.

Damit kann Vakuumlöten insbesondere bei sehr hohen thermischen Anforderungen eine interessante Lösung sein.

FSW oder Vakuumlöten: Was ist die bessere Lösung?

Die kurze Antwort lautet: Es kommt auf die Anforderungen und Anwendung an.

• FSW und Vakuumlöten sind keine Technologien, bei denen eine grundsätzlich besser ist als die andere. Sie bieten unterschiedliche technische Möglichkeiten.
• FSW kann für viele Kühlanwendungen eine technisch und wirtschaftlich sinnvolle Lösung darstellen. Wenn jedoch sehr komplexe interne Kühlstrukturen, hohe Leistungsdichten oder großflächige Verbindungen erforderlich sind, kann Vakuumlöten zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten bieten.

Wenn bei einem bestehenden FSW-Konzept thermische oder konstruktive Grenzen auftreten, ist Vakuumlöten eine sinnvolle Alternaive. Mehr dazu lesen Sie in unserem Beitrag "Wann Vakuumlöten eine Alternative zu FSW sein kann"

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