Künstliche Intelligenz trifft auf KMD Legierungen

  • 15. Januar 2021

Mit der Weiterentwicklung von Selbstfahrenden Fahrzeugen, geht die Automobilbranche einen wichtigen Schritt in Richtung Zukunft. Die weiter voranschreitende Interaktion zwischen Mensch und Computer, stellt neue Herausforderungen an die Technik und die darin enthaltende Materialien.

Durch den angestrebten Wandel vom klassischen zum autonom fahrenden Fahrzeug, steigt auch die Nachfrage nach modernen Steckverbindern. Im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen, werden eine Vielzahl an neunen Komponenten (Kamera, Radar, Sensoren, etc.) benötigt, die das voll automatisierte Fahren erst ermöglichen. Zum aktuellen Zeitpunkt befinden sich diese hochautomatisierten Fahrzeuge noch in der Entwicklung; allerdings sollen nach einer IHS-Prognose Neuwagen bis zum Jahr 2040 mit einer Autopilotfunktion ausgestattet sein. 

Im Zuge der Entwicklung einer Vielzahl von vernetzten Komponenten im Fahrzeug, steigen demzufolge die Anforderungen an die Signalübertragungsgeschwindigkeit. Die Komponenten für Netzwerkverbindungen, das Unterhaltungssystem, das automatische Fahrhilfesystem und die hochpräzisen Sensoren benötigen alleine schon eine Übertragungsrate des Produkts 1 Gbit/s bis 12 Gbit/s und mehr. Diese Eigenschaften erfordern eine absolut sichere Signalübertragung der verbauten Steckverbinder. Moderne Kupferlegierungen stellen in diesem Zusammenhang die erforderliche technische Performance sicher und sorgen für hohe Funktionalität über die Lebensdauer.

Der stark steigende Einsatz von Sensorik im Fahrzeug hat zur Folge, dass der Bauraum für die Vielzahl der Komponenten immer knapper wird und deshalb das Verlangen nach geringere Komponentengröße steigt, was wiederum zur Folge hat, dass auch die Steckverbindungssysteme kleiner werden müssen.

Diese Miniaturisierungsbestrebungen haben weiterhin eine Dickenreduktion der Kupferlegierungsbänder zur Folge. Um dieser Entwicklung Rechnung tragen zu können, steigen allerdings die Anforderungen an Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit des Materials, so dass insgesamt eine zuverlässige Performance des Steckverbinders sicherstellen werden kann.
Moderne Werkstoffe wie zum Beispiel das Legierungssystem CuNiSi bieten ferner eine hohe Beständigkeit gegen thermische Relaxation.

So ist beispielsweise die Kombination aus Relaxationsbeständigkeit und hoher elektrischer Leitfähigkeit Grundvoraussetzung für die Funktionssicherheit von Einpresszonen-Kontakten, die vermehrt für Steuerungsmodule eingesetzt werden, da diese ohne Einsatz von Löttechnik verbaut werden können und damit auch mehrfach gesteckt bzw. gezogen werden können.

Auch das Legierungssystem der Zinnbronzen eignet sich gut für den Einsatz bei Einpresszonenkontakten, da der niedrigere Elastizitäts-Modul dieser Werkstoffe eine geringere Varianz der Streckgrenze des Materials bedingt, so dass wiederum die Streubreite der Kontakt-Normal-Kräfte eingeschränkt wird.

Darüber hinaus bietet die Zinnbeschichtung der Bänder auch eine hervorragende Lösung für Smart-Car-Steckverbinderanwendungen.  

So erhöht beispielsweise eine schmelzflüssig aufgebrachte Zinn-Silber-Beschichtung die Zahl zulässiger Steck- und Ziehzyklen, bevor es aufgrund von fretting-corrosion zu einem Ausfall des Steckverbinders kommen kann.

Darüber hinaus verbessert die Zinn-Silber- Beschichtung die Lötfähigkeit derartiger Bänder.

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