Kühlkörper mithilfe von Thermosimulationen entwickeln

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Die Entwicklung und Optimierung von Kühllösungen kann über zwei verschiedene Methoden erfolgen: Entweder man orientiert sich an Erfahrungswerten und fertigt darauf aufbauend mehrere Varianten von Prototypen, die dann getestet werden. Andererseits besteht die Möglichkeit, langwierige Versuchsaufbauten und Prototypen durch eine intelligente Entwicklung über Thermosimulationen und dahinterliegende künstliche Intelligenzen zu ersetzen.  

Wir bei Cool Tec Electronic nutzen inzwischen ausschließlich den Entwicklungsprozess auf Basis von Thermosimulationen, die folgende Vorteile bieten:  

Schnelligkeit.

Mehrere Varianten auf Basis von existierenden oder gänzlich neuen Modellen innerhalb kürzester Zeit simulieren, vergleichen und dadurch die optimale Kühllösung für die gegebenen Anforderungen finden. Das Ergebnis funktioniert und ist garantiert technologisch und wirtschaftlich herstellbar. Der Aufwand von mehreren Prototypen-Zyklen entfällt.  

Wirtschaftlichkeit.

Durch beschleunigte Entwicklungszeiten und damit gesparte Zeit, der auf das Minimum reduzierte Material- und Fertigungsaufwand für Prototypen und die perfekt ausgelegte Kühllösung im Vergleich zu jeder Standardlösung.

Nachhaltigkeit.

Der vollständig virtuelle Entwicklungsprozess reduziert den Material- und Energieaufwand auf ein Minimum. Außerdem ermöglicht er den direkten und schnellen Vergleich von nachhaltigen Fertigungsverfahren. So können beispielsweise auch nachhaltige Alternativen zu bestehende Fertigungsverfahren hinsichtlich der Performance in wenigen Schritten evaluiert und eingeschätzt werden und erst nach positiven Ergebnissen in der Fertigung umgesetzt werden.   

Der Ablauf einer Thermosimulation bei Cool Tec Electronic.   

Wir verfolgen einen strukturierten Entwicklungsprozess, an den wir selbst die höchste qualitative und effiziente Erwartungshaltung haben. 

Jede Anfrage bzgl. der Neuentwicklung einer neuen Kühllösung oder der Optimierung bzw. dem Redesign eines bestehenden Kühlkörpers startet mit einem unverbindlichen Erstgespräch mit dem zuständigen Key Account Manager. Das Erstgespräch dient dazu, die Anforderungen und Erwartungen zu verstehen und die Kundenorganisation kennenzulernen. Das Ergebnis der Erstgesprächs ist eine beiderseitige Einschätzung, ob eine Thermosimulation und dessen Ergebnis für den Kunden den erwarteten Sinn bringen wird. Sollte dem so sein, erfolgt daraufhin der Austausch der notwendigen Formalien (z.B. NDA) und vorliegenden Modelle (z.B. 3D-Modelle oder Skizzen) und die Kommunikation der gegebenen und gewünschten Umgebungs-, Performance- und Thermo-Parameter (z.B. Umgebungstemperaturen, Verlustleistungen und deren Positionierung, Anforderungen und Wünsche an Materialien und Technologien u.v.m.).

Mithilfe dieser Informationen bereitet sich einer unserer Thermo-Ingenieure auf das als nächstes folgende, immer noch völlig unverbindliche und kostenfreie Expertengespräch vor. Während dieses Gesprächs, für das der Termin bereits während des Erstgesprächs vereinbart wurde, präsentiert unser Experte die ersten Gedanken auf Basis des Modells, erfragt ggf. Weitere, notwendige Informationen und erstellt am Ende des Gesprächs ein transparentes Angebot für die Entwicklung bzw. Optimierung der gewünschten Kühllösung.  

Nach Annahme des Angebots läuft die Entwicklung wie folgt ab:  

  1. Startphase: Bei neuen Projekten greift unsere Technologie auf bestehende Vergleichsprojekte und Produkte zurück, die dann von unseren Experten mit Blick auf die vorliegenden Anforderungen optimiert wird. So garantieren wir die Entwicklung einer möglichst effizienten und vor allem wirtschaftlich herstellbaren Kühllösung. Sollte bereits ein System im Einsatz sein, simulieren wir die aktuelle Lösung, um den thermischen Ist-Zustand des Systems zu bestimmen. Das ist wichtig, um beispielsweise thermische Hotspots zu erkennen.
  2. Entwicklungs- und Optimierungsphase: Wir optimieren auf Basis des ersten Entwurfs und vor allem der präferierten Technologien die optimale Kühllösung. Sollten uns keine besonderen, kundenseitigen Erwartungen vorliegen, optimieren und entwickeln wir grundsätzlich nach folgenden drei Kriterien: Thermische Performance, wirtschaftliche und prozesssichere Herstellbarkeit und Nachhaltigkeit in Bezug auf Materialien und Ressourcen im Herstellungsprozess. 
  3. Ergebnisphase: In dieser Phase bewerten wir die Entwicklungsergebnisse aus der Optimierungsphase, wählen die effizienteste oder mögliche Varianten aus und präsentieren sie in entsprechender Form mit unseren Kunden. 

Meistens geht es gleich danach in die Herstellung eines oder mehrerer Prototypen, die dann bereits für vollfunktionsfähige Testzyklen eingesetzt werden können, da das Wissen um die thermische Performance bereits besteht. Wenn gewünscht, messen wir die Prototypen unter Laborbedingungen und gleichen sie nochmals mit den Simulationsergebnissen ab.  

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