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Thermische Auslegung von LED-Leuchten mit Ansys Workbench
CADFEM wurde beauftragt, das thermische Verhalten von LED-Fontänenbeleuchtungen zu analysieren, um sich besser für eine Auslegungsvariante entscheiden zu können.

Simulation im Auftrag von OASE

Branche: Feinmechanik und OptikFachgebiet: Temperaturfelder

OASE entwickelt seit Jahrzehnten hochwertige Produkte für die Gestaltung von Gärten, Parks und Landschaften mit einem besonderen Fokus auf das Medium Wasser. Die Auswahl der zu verwendenden Materialien sowie die zu erwartende Lebensdauer beispielsweise von LED-Leuchten ist von entscheidender Bedeutung für den globalen wirtschaftlichen Erfolg des Unternehmens.

Zusammenfassung

Aufgabe

CADFEM wurde beauftragt, die Auslegung von LED-Leuchten anhand von Simulationen zu unterstützen, um ein optimiertes Produktdesign zu ermöglichen.

Lösung

Für die LED-Leuchten wurden stationäre und instationäre thermische Simulationen mit Ansys Workbench durchgeführt.

Kundennutzen

Durch die von CADFEM durchgeführten Simulationen konnte schon in einem sehr frühen Entwicklungsstadium die Frage zur Materialauswahl eindeutig beantwortet werden.

Projektdetails

Aufgabe

OASE entwickelt seit Jahrzehnten hochwertige Produkte für die Gestaltung von Gärten, Parks und Landschaften mit einem besonderen Fokus auf das Medium Wasser. Dabei setzt die Illumination von Teichen, Springbrunnen und Wasserspielen faszinierende farbige Akzente. Die entsprechenden Produkte müssen somit sowohl in trockener Umgebung als auch unter Wasser zuverlässig funktionieren. Folglich sind zusätzlich zur möglichst frühen Marktpräsenz, die Auswahl der zu verwendenden Materialien sowie die zu erwartende Lebensdauer beispielsweise von LED-Leuchten von entscheidender Bedeutung für den globalen wirtschaftlichen Erfolg des Unternehmens. Deshalb wurde CADFEM beauftragt, die Auslegung von LED-Leuchten anhand von Simulationen zu unterstützen, um ein optimiertes Produktdesign zu ermöglichen.


Nutzen für den Kunden

Durch die von CADFEM durchgeführten Simulationen konnte schon in einem sehr frühen Entwicklungsstadium die Frage zur Materialauswahl eindeutig beantwortet werden. Auf Grund der Berechnungsergebnisse setzten die Verantwortlichen bei OASE trotz der schlechteren Temperaturleitfähigkeit des Edelstahls im Vergleich zu Bronze auf das gewünschte Edelstahldesign. Außerdem konnte OASE basierend auf den Simulationen früh weitere Berechnungen hinsichtlich der Lebensdauer des Produktes durchführen und zeitig mit den Marketingaktivitäten zur Einführung der neuen LED-Leuchte beginnen. Insgesamt diente die Simulation nicht nur dazu, potenzielle Fehlerquellen zu erkennen, sondern ermöglichte es, sämtliche vorhandenen Schwachstellen zu lokalisieren und zu beheben.


Lösung

Für die im Bild 1 dargestellte LED-Leuchte, bei der auf einer Platine 3 mal 3 Lichtquellen platziert sind, wurden stationäre und instationäre thermische Simulationen mit Ansys Workbench durchgeführt. Dabei sollten verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Einerseits war zu untersuchen, welche Beharrungstemperatur sich nach welcher Zeit einstellt. Andererseits war das Temperaturverhalten der LED-Leuchte bei hochsommerlichen Temperaturen sowohl unter Wasser als auch an der Luft von Interesse. Die Untersuchungen wurden jeweils mit Edelstahl- und Bronzegehäusen durchgeführt.

 


Leiter Vertrieb Dortmund

Produkt-Anwendungen im Projekt