Electronic Packaging Gehäuse mit Designanspruch

Ein Gehäuse soll zuallererst Schutz und Stabilität, die gewünschte Schutzart, Bedienfreundlichkeit und die Möglichkeit zur wirtschaftlichen Fertigung bieten. Doch selbst im Industrieumfeld tritt etwas anderes zunehmend in den Vordergrund: ästhetisches Design und angenehme Haptik.

Thermoplastische Kunststoffe eröffnen nahezu unbegrenzte Möglichkeiten in Formgebung, Farbe, Oberflächenfinish und Ausführung. So lassen sich mit ihnen ganz individuelle Gehäuse mit hohem Wiedererkennungswert in größerenStückzahlen fertigen. Dazu zählen Massenkunststoffe wie PE, PP oder PS sowie technische Kunststoffe (PA, POM, PC, ABS, PMMA, PBT), die zusätzlich zum Beispiel mit Glasfasern oder Glaskugeln verstärkt sein können, außerdem die Hochleistungskunststoffe PPS, LCP und PSU. Für ihre Ver- und Bearbeitung steht eine ganze Reihe von Verfahren zur Auswahl, vom Spritzgießen, Schäumen, Bedrucken, Lackieren, Fräsen bis hin zum Ultraschallschweißen. Um anspruchsvolle technische Formteile herzustellen, finden unter anderem spezielle Spritzgießverfahren Verwendung, beispielsweise das thermoplastische Schaumspritzgießen (TSG).

Diese Vielfalt macht die Auswahl der Materialien und Fertigungstechnologien zur Herausforderung. Denn sie lassen sich nicht über einen Kamm scheren, jeder Werkstoff und jedes Herstellungsverfahren hat seine spezifischen Charakteristika. Dies gilt auch für die Werkzeugkonstruktion. Um die am besten geeigneten Kunststoffe für die jeweilige Applikation auszuwählen und deren spezifische Eigenschaften optimal zu nutzen, sind hohe Kompetenz und fundierte Erfahrung in der Kunststofftechnik notwendig. Deshalb beginnt die Unterstützung idealerweise bereits bei der Entwicklung beziehungsweise Konstruktion.

So läuft die Unterstützung

Verfügt der Kunde bereits über detaillierte Konstruktionsunterlagen (2D, 3D, Lastenheft), kann der Gehäusespezialist die Konstruktion hinsichtlich ihrer Herstellbarkeit unter die Lupe nehmen und gegebenenfalls optimieren. Dabei berücksichtigt er sowohl wirtschaft-liche Aspekte als auch die material-gerechte Fertigung. Existiert lediglich eine erste Idee, wie das Gehäuse beschaffen sein sollte, übernimmt der Gehäusepartner die Entwicklung von Grund auf. Im engen Dialog mit dem Kunden entwickelt er das Design. Darauf folgt das Prototyping (Modell) für den ersten realistischen Eindruck der gefundenen Lösung.

Der nächste Schritt zur kundenspezifischen Gehäuselösung ist die Gesamtkonstruktion und die Werkzeuggestaltung (Formenbau). Im Laufe dieses Prozesses gilt es vielerlei Fragen zu beantworten, etwa:

  • Wie bleibt trotzt Gehäuseöffnungen eine hohe Schutzart (IP-Klasse) erhalten?
  • Wie lässt sich die Hartkomponente der Gehäuseschale mit der Weichkomponente für die Abdeckung eines Bedienelements kombinieren?
  • Kann das Heizelement ebenfalls spritztechnisch, zum Beispiel mit einem elektrisch leitenden Kunststoff, realisiert werden?
  • Kann eine Gehäuseöffnung verändert werden, um eine wirtschaftlichere Herstellung zu ermöglichen?

Bereits in der Konzeption ist zudem zu berücksichtigen, dass die verwendeten Materialien später sortenrein getrennt werden können. Dies ist zunehmend schwieriger zu realisieren, denn aus der Zwei-Komponenten-Technologie ist bereits die n-Komponenten-Technologie geworden. Das heißt, in einem Spritzvorgang werden immer häufiger mehrere verschiedenartige Kunststoffkomponenten verarbeitet.

Sind alle derartigen Fragen geklärt, steht die Konstruktion. Aus dieser folgt die Werkzeuggestaltung, bei der frühzeitig moderne elektronische Simulationswerkzeuge zum Einsatz kommen, zum Beispiel die Füllsimulation oder die Verzugsanalyse. Sie stellen sicher, dass die Konstruktion im Hinblick auf Herstellbarkeit optimal ausgelegt ist, beziehungsweise zeigen Schwachstellen auf. In diesem Stadium lässt sich die Konstruktion noch relativ schnell und unkompliziert ändern, zeit- und kostenaufwendige nachträgliche Änderungen werden so verhindert.