Um die Reichweite von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen weiter zu verbessern bedarf es neuer Konzepte in der Leistungselektronik. Die Verwendung von sogenannten „wide-bandgap“ Halbleitermaterialien, wie z.B. SiC, könnte den Bedarf nach noch leistungsfähigerer Leistungelektronik erfüllen, jedoch steigt dadurch auch der Anspruch an das thermische Management der Bauteile.
Komplexe und an das Temperaturfeld angepasste Kühlerstrukturen aus Kupfer könnten da eine geeignete Möglichkeit sein diesen steigenden Anforderungen an die Entwärmung gerecht zu werden.
Doch für die Herstellung von komplexen Cu-Strukturen stoßen konventionelle Fertigungstechniken wie Schmieden, Gießen und Fräsen an ihre Grenzen und neue Verfahren wie die additive Fertigung rücken in den Fokus.
Additive Fertigungsverfahren wie das selektive Laserschmelzen (SLM: Selective Laser Melting) stellen beim hochleitfähigen Material Kupfer (Cu) hohe Anforderungen an das Lasersystem, wodurch sich auch weniger etablierte sinterbasierte Verfahren wie Binder Jetting (BJ) oder Fused Filament Fabrication (FFF) für die Fertigung von komplexen Cu-Strukturen anbieten. Bei sinterbasierten Verfahren ist der Sinterprozess und die dadurch stark beeinflusste Mikrostruktur entscheidend für das Erreichen guter physikalischer Eigenschaften des Bauteils.
In dieser Arbeit werden Methoden vorgestellt, die eine quantitative und qualitative Bewertung des Sinterprozess von Kupfer auf Gefügeebene zulässt, um daraus optimierte Prozessparameter abzuleiten, die höhere Sinterdichten und dadurch größere Leitfähigkeiten ermöglichen. Der Einfluss der Restporosität und von Verunreinigungen auf die Leitfähigkeit wurde untersucht und ermöglicht eine gezielte Vorhersage der zu erwartenden Leitfähigkeit von gesinterten Cu-Strukturen.