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Mehr Leistung durch neues Design und neue Materialen
Ziel des Projektes ist es, unter Einsatz experimenteller Methoden und der computer-
gestützten thermo-mechanischen Simulation, diese kritischen Stresszonen zu erfor-
schen, um einem möglichen Bauteilversagen entgegenwirken zu können und somit
die Produktlebensdauer zu erhöhen. Eine besondere Herausforderung besteht nun
darin, die Berechnungsmodelle auf ihre Zuverlässigkeit zu überprüfen. Der Einsatz
von hochauflösender Computertomographie (CT) ermöglicht einen 3-dimensionalen
Einblick in das LED-Modul. Die Kombination der thermomechanischen Simulation
mit der hochauflösenden Computertomographie eröffnet neue Möglichkeiten, in Zu-
kunft noch robustere LED-Module zu entwickeln. Der Weg in Richtung gezielter Mate-
rialentwicklung und thermo-mechanisch optimiertes Bauteildesign scheint geebnet.
Die weitere Forschung auf diesem Gebiet soll im Zuge eines kürzlich neu gestarteten
Projektes des FFG Förderungsprogramms „Produktion der Zukunft“ in Zusammenar-
beit mit der TU Graz und Tridonic Jennersdorf GmbH vorangetrieben werden.
Impakt
Laut einer aktuellen Marktanalyse wird das jährliche Wachstum an eingesetzten
LEDs auf 5% bis 2016 und danach auf 3% bis 2020 geschätzt. Umso wichtiger ist das
am MCL erarbeitete detaillierte Verständnis der thermo-mechanischen Wechselwir-
kungen in Weißlicht-LEDs, wodurch unter Einsatz modernster Methoden Schwach-
stellen innerhalb eines LED Moduls lokalisiert werden konnten. Die Ergebnisse dieser
Forschung tragen unter anderem durch die verbesserte Auswahl der Materialien im
Hinblick auf thermische und mechanische Eigenschaften erheblich zur Erhöhung der
Lebensdauer von LEDs bei.
FORSCHUNGSPROGRAMM
COMET K2 MPPE
Highlights
Abbildung a) zeigt kritische Stresszonen im Bereich von Draht-Kontakt-Übergangspunkten; in Abbildung b) sieht
man die Deformation der Drähte durch die thermomechanische Wechselwirkung mit der Umgebung
a)
b)
c)
d)
Bild c) zeigt eine Aufnahme eines ganzen Weißlicht-LED-Moduls. Bild d) stellt den vergrößerten Ausschnitt eines
Drahtes dar. Die Farben zeigen die Verschiebung des Drahtes bei Erhöhung der Temperatur an.
