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Light is on, but the heat is off!

Kunststoff und Elektronik clever kombiniert

Innovatives Konzept für das Wärmemanagement: Aus der Zusammenarbeit mit  3M Technical Ceramics, dem Leiterplattenhersteller Häusermann und dem Kunststoffcompoundeur Lehmann &Voss, sowie Osram Opto Semiconductors entstand eine innovative Leuchte als Demonstrationsobjekt eines neuartigen Konzeptes für das thermische Management.

Im Jahr 1988 wurde RF Plast von Reinhart Feichtinger gegründet, der sich mittlerweile aus dem operativen Geschäft zurückgezogen hat. Das Unternehmen leiten nunmehr seine Tochter Nadine und ihr Ehemann Dr.-Ing. Simon Amesöder. Der Wechsel der Generationen wurde damit praktisch bereits vollzogen. Neben dem Betriebsgelände in der Gunzenhausener Weinstraße produziert RF Plast auch in einem Betrieb in Rumänien.

Die Firma kann mittlerweile auf rund 30 Jahre Erfahrung im Spritzguss-Segment zurückgreifen, davon bereits seit 20 Jahren als Zulieferer für die Automobilbranche. In all den Jahren hat sich das Unternehmen dabei stetig weiterentwickelt. Leitete Feichtinger RF Plast anfangs als reines Lohnspritzgießunternehmen für Kunststoffteile, so wird seit nunmehr zehn Jahren in einer eigenen Abteilung Forschung und Entwicklung betrieben. „Damit können wir eigenes Know-how aufbauen und dieses für unsere Produkte nutzen oder weiterverkaufen.“, erklärte Simon Amesöder diesen Schritt.

Doch nicht nur die Einführung der eigenen F&E Abteilung war eine zukunftsweisende Entscheidung. Für die Personalentwicklung wurde eine eigene Stelle geschaffen und seit längerem werden durch eine Marketingabteilung der Außenauftritt und das Image des Unternehmens koordiniert. Zusätzlich ist ein eigener Anlagenbau für Betriebsmittel integriert. Als nächster Schritt wird ein eigener kleiner Werkzeugbau aufgebaut, wobei RF Plast bei den benötigten Spritzgießwerkzeugen auch weiterhin auf die Zusammenarbeit mit den regionalen Partnern setzt. Diese Fakten und auch die Rückmeldungen der vielen Kunden zeigen: Technisch und organisatorisch ist die RF Plast GmbH sehr gut aufgestellt.

„Wir haben uns von einem reinen Lohnspritzgießer zu einem Entwicklungspartner gewandelt und stellen uns auch so nach außen dar.“, betonte Simon Amesöder. Diese Außendarstellung basiert auf drei Säulen. Zum einen fungiert das Unternehmen durch die eigene Forschung als Technologieexperte für neue und innovative Werkstoffe. Weiterhin bietet sich RF Plast als Entwicklungspartner an und führt konkrete Projekte mit anderen Unternehmen durch. „Auf diese Weise konnten wir bereits spannende Konzepte mit anderen Betrieben im und außerhalb des Landkreises umsetzen.“, verriet Nadine Amesöder. Das dritte Standbein ist die Produktion von Kunststoffteilen, wobei als Serienlieferant eine breite Produktpalette abgedeckt werden kann.

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Die Vorteile des Konzeptes im Überblick

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Schematische Darstellung des
Konzeptes mit optimiertem Wärmeübergang
von Leiterplatte zu Kühlkörper


Dabei wird der mit Bornitrid gefüllte Kunststoff direkt an die bestückte HSMtec Leiterplatte angespritzt und dadurch der Wärmeübergang zwischen den wärmeerzeugenden Elektronikbauteilen und dem integrierten Kunststoffkühlkörper optimiert.

Neben der Funktion als Kühlkörper dient das elektrisch isolierende Kunststoffgehäuse gleichzeitig auch als Reflektor, wobei die hervorragenden optischen Eigenschaften des Bornitrid Füllstoffes ausgenutzt werden.

Mithilfe von FEM-Simulationstools konnte die thermische Performance der LED-Leuchte bereits vor dem Bau eines Spritzgießwerkzeuges berechnet werden. Sowohl durch thermische Simulation, als auch durch Simulation des Spritzgießprozesses in MoldFlow, konnte über mehrere Iterationsschleifen die Bauteil- und Werkzeuggeometrie hinsichtlich Füllverhalten, Abkühlvorgänge und Verzug optimiert werden.

Somit konnte innerhalb des Kooperationsprojektes ein Leuchtendemonstrator aus wärmeleitfähigem Kunststoff in nur einem Schritt spritzgegossen werden.

Dieses Projekt hat die Realisierbarkeit der funktionalen Kombination von Kunststoff und Elektronik in LED-Anwendungen bewiesen und ist grundsätzlich auch auf weitere Anwendungen, bei denen ein Fokus auf dem thermischen Management liegt, übertragbar.

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