Durch inkrementelle Blechumformung gefertigter Wärmetauscher aus Titan

Herausforderung

Alle technischen Geräte und Maschinen heizen sich während des Betriebs auf. Dies betrifft die Rechentechnik, hydraulische Aggregate, Batteriesysteme und andere Anwendungsgebiete. Wenn die Wärmeentwicklung die Funktionalität beeinträchtigen kann, ist eine adäquate Kühlstrategie erforderlich.

Lösung

Mithilfe des inkrementellen Blechumformens können genau auf den Verwendungszweck abgestimmte Medienkanäle in Bleche eingeformt werden. Das inkrementelle Blechumformen bietet hierbei den Vorteil höchster Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Kanalquerschnitte und -verzweigungen. Je nach Bauweise können so separate Kühlelemente oder auch voll integrierte Gehäusekühlungen entwickelt werden. Je nach Anwendung können die ausgeformten Kühlstrukturen auch dekorative Zwecke und Versteifungsfunktionen erfüllen und bieten somit einen weiteren Benefit.

Ein aus unserer Forschungsarbeit ist ein Demonstrator in Form eines Wärmetauschers, dessen Entwicklungsdauer weniger als eine Woche betrug. Hier wurde erstmals die inkrementelle Blechumformung eines 0,65 Millimeter dünnen Titanbleches mit einer Temperierung kombiniert. Der Wärmetauscher aus Titan ist gegenüber der Variante aus Aluminium ca. 43 Prozent steifer und zeichnet sich durch höchste Korrosionsbeständigkeit aus. Ein weiteres Novum sind die Flanken der Medienkanäle: Hier wurden aufgrund der optimierten Werkzeugbahnen rechtwinklige Flanken durch einmaliges Abfahren bei geringen Einlaufradien erzeugt. Mithilfe von abgestimmten Werkzeugbahnen können außerdem spezifische Oberflächenrauheiten und -strukturierungen generiert und auf diese Weise das Strömungsverhalten im Wärmetauscher begünstigt werden.