2026-05-19 14:19:55
Da elektronische Geräte immer kompakter und leistungsfähiger werden, steigen auch die Anforderungen an das Wärmemanagement stetig. Unter den verschiedenen Wärmelösungen haben sich kaltgeschmiedete Kühlkörper als eine der fortschrittlichsten Technologien für Anwendungen mit hoher Leistung und hoher Zuverlässigkeit etabliert.
Ein geschmiedeter Kühlkörper entsteht durch die Anwendung extrem hohen Drucks auf ein Metallmassiv bei Raumtemperatur. Dadurch wird das Material zu einer dichten, hochleistungsfähigen Struktur zur Wärmeableitung umgeformt. Im Gegensatz zu Gießen, Strangpressen oder spanender Bearbeitung werden beim Kaltschmieden von Kühlkörpern Bauteile geformt, ohne das Material zu schmelzen. So bleiben die Materialeigenschaften erhalten und die Faserstruktur wird für eine optimale Wärmeleistung optimiert.
Ein kaltgeschmiedeter Kühlkörper wird hergestellt, indem Metallblöcke unter hohem Druck (typischerweise 800–2500 Tonnen) bei Raumtemperatur verpresst werden. Durch diesen Prozess wird das Material in komplexe Rippengeometrien umgeformt, wobei die Materialkontinuität erhalten bleibt.
Zu den wichtigsten Merkmalen der Schmiedetechnologie für Kühlkörper gehören:
l Kein Schmelzen des Materials
l Keine sekundäre Verbindung zwischen Lamellen und Basis
l keine inneren Luftblasen oder Porosität
l kontinuierliche Kornflussstruktur
Da die Rippen und die Basis aus einem Stück geformt sind, gibt es keine Lücken zwischen den Bauteilen, was zu einem geringeren Wärmewiderstand im Vergleich zu montierten oder gelöteten Konstruktionen führt.
Beim Kaltumformen folgt die Metallfaserrichtung der Geometrie der Rippen. Dies verbessert die Wärmeleitfähigkeit und die mechanische Festigkeit im Vergleich zu extrudierten Konstruktionen.
l bis zu 13 % bessere Wärmeleitung als Extrusion
bis zu 60 % bessere Wärmeleistung als Druckguss
Ein geschmiedeter Kupferkühlkörper ist aufgrund der von Natur aus hohen Wärmeleitfähigkeit von Kupfer noch vorteilhafter.
Kaltumformung ermöglicht:
l dünne Lamellen (bis zu 0,7 mm dünn)
l enger Lamellenabstand (1 mm Teilung)
l hohe Rippendichte
l Seitenverhältnisse bis zu 1:50
Im Gegensatz zur Extrusion, bei der die Vergrößerung der Oberfläche oft zu einer Vergrößerung von Größe und Gewicht führt, kann ein kaltgeschmiedeter Stiftrippen-Kühlkörper die Kühlleistung deutlich verbessern und gleichzeitig kompakte Abmessungen beibehalten.
Bei gefrästen oder gelöteten Kühlkörpern sind oft Mikrospalte zwischen den Lamellen und der Basis vorhanden, was den Wärmewiderstand im Laufe der Zeit aufgrund von Ausdehnungs- und Kontraktionszyklen erhöht.
Im Gegensatz dazu werden geschmiedete Kühlkörper aus einem einzigen Stück geformt, wodurch der Grenzflächenwiderstand entfällt und eine langfristige Zuverlässigkeit gewährleistet wird.
Ein kaltgeschmiedeter Aluminium-Kühlkörper findet breite Anwendung in:
LED-Beleuchtung
l Leistungsmodule
l Automobilelektronik
l Industriekonverter
Gängige Materialien sind:
l 6061
l 6063
l 1070
l 1100
l 7075
Aluminium bietet eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, eine leichte Bauweise und nach dem Anodisieren eine hohe Korrosionsbeständigkeit.
Kupfer ist schwer zu extrudieren, aber ideal zum Schmieden. Ein kaltgeschmiedeter Kupfer-Stiftrippen-Kühlkörper bietet folgende Vorteile:
l extrem hohe Wärmeleitfähigkeit
l Überlegene Leistung für Hochleistungs-CPUs
l ausgezeichnete Zuverlässigkeit für EV-Controller
Ein geschmiedeter Kupferkühlkörper eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen eine schnelle Wärmeverteilung entscheidend ist.
Der Herstellungsprozess von Kühlkörpern durch Kaltumformung umfasst folgende Hauptphasen:
l Knüppelschneiden mit ±0,5% Gewichtstoleranz
l Tempern zum o-Zustand (hb 30–45)
l Oberflächenphosphatierung und Schmierung
Eine präzise Steuerung des Rohlings gewährleistet eine stabile Umformung und eine lange Werkzeugstandzeit.
Werkzeugstahl l: SKD11, H13, D2
l Vakuumhärten und Anlassen
LPVD-Beschichtung (Zinn/Tialn)
l Präzisionsschleifen (Toleranz ±0,002 mm)
Formenherstellungszyklus: 15–25 Tage.
Der Umformprozess unter Verwendung einer Kaltumformmaschine für Aluminium-Kühlkörper umfasst Folgendes:
1. Vorformen (30–40 % Verformung)
2. Hauptrippenformung (400–800 Tonnen Druck)
3. Kalibrierung und Endbearbeitung
4. Trimmen
Ein Materialfüllgrad von ≥98 % gewährleistet die vollständige Ausbildung der Rippen.
Produktionskapazität: 2000–5000 Stück/Tag pro Maschine.
l Lösungsbehandlung bei 530°C
l schnelle Abschreckung (<15s transfer="" time="">
Alterungsprozess
Dies verbessert die mechanische Festigkeit und die Dimensionsstabilität.
l Montageflächenfräsen (ra ≤0,8μm)
l-Lochbohren und Gewindeschneiden
das Entgraten
Im Gegensatz zum Extrusions- oder Druckgussverfahren ist die Nachbearbeitung minimal.
l Anodisieren (15±2μm)
l chemische Vernickelung
l leitfähige Oxidation
Das Endprodukt weist eine glatte Oberfläche und eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf.
Besonderheit | kaltgeschmiedeter Kühlkörper | Extrusion | Druckguss | Bearbeitung |
Wärmeleitfähigkeit | exzellent | mäßig | niedrig | mäßig |
Seitenverhältnis | bis zu 1:50 | ~1:25 | beschränkt | beschränkt |
strukturelle Integrität | ein Stück | ein Stück | porös | mehrteilig |
Oberflächenbeschaffenheit | glatt | Gut | rauh | Gut |
Produktionsvolumen | hoch | hoch | sehr hoch | niedrig |
Ein kaltgeschmiedeter Stiftrippen-Kühlkörper unterstützt zudem eine dreidimensionale Luftströmung, im Gegensatz zu extrudierten Plattenkonstruktionen, die nur eine zweidimensionale Luftströmung ermöglichen.
Kaltgeschmiedete Kühlkörper finden breite Anwendung in:
l Motorsteuerungen für Elektrofahrzeuge
l Windkraftumrichter
L-PV-Wechselrichter
l Energiespeichersysteme
l LED-Beleuchtungsmodule
l Multi-Chip-Leistungselektronik
Die Automobilindustrie bleibt aufgrund der Leistungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen der größte Abnehmer von geschmiedeten Kühlkörpern.
Die Zusammenarbeit mit einem professionellen Großhändler für kaltgeschmiedete Kühlkörper oder einem chinesischen Lieferanten von kaltgeschmiedeten Kühlkörpern für LEDs gewährleistet:
l hauseigene Formenentwicklung
l Schmiedemaschinen mit hoher Tonnage
l Prüffähigkeit für Wärmewiderstand
l strenge Qualitätskontrolle (ASTM D5470-Prüfung)
l stabile Großserienproduktion
Typische Vorlaufzeit für neue Projekte: 32–54 Arbeitstage
Lieferzeit für die Massenproduktion: 16–27 Tage
l überlegene Wärmeleitfähigkeit
l hohe mechanische Festigkeit (20–30 % fester aufgrund von Kaltverfestigung)
l hohe Maßgenauigkeit (±0,05 mm)
l große Formate möglich (bis zu 200 mm × 250 mm und darüber hinaus)
l multidirektionale Luftkühlung
l leichtes und kompaktes Design
l ausgezeichnetes Erscheinungsbild nach dem Anodisieren
Das Kaltumformen bietet derzeit eine der besten verfügbaren thermischen Leistungen für die Kühlung von Hochleistungselektronik.
Kaltgeschmiedete Kühlkörper stellen eine Premium-Lösung für das Wärmemanagement anspruchsvoller Anwendungen dar. Ob Sie einen kaltgeschmiedeten Aluminium-Kühlkörper, einen kaltgeschmiedeten Stiftrippen-Kühlkörper oder einen Hochleistungs-Kupfer-Kühlkörper benötigen – Kaltschmieden bietet überlegene Wärmeleitfähigkeit, strukturelle Festigkeit und Designflexibilität.
Im Vergleich zu Extrusion, Druckguss oder spanender Bearbeitung bietet ein geschmiedeter Kühlkörper folgende Vorteile:
l bessere Wärmeableitung
l höheres Seitenverhältnis
niedrigerer Wärmewiderstand
l stärkere mechanische Eigenschaften
l Kosteneffizienz bei der Massenproduktion
Für Hochleistungselektronik, Elektrofahrzeugsysteme und LED-Kühlung zählen kaltgeschmiedete Kühlkörper nach wie vor zu den zuverlässigsten und technologisch fortschrittlichsten Lösungen, die heute verfügbar sind.
Kingka Tech Industrial Limited
Wir sind auf die Präzisions-CNC-Bearbeitung spezialisiert und unsere Produkte werden häufig in der Telekommunikationsbranche, der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der industriellen Steuerung, der Leistungselektronik, der medizinischen Instrumente, der Sicherheitselektronik, der LED-Beleuchtung und im Multimediabereich eingesetzt.
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