Gerätegehäuse Sieben Tipps zur Gehäuseindividualisierung

Autor / Redakteur: Fatih Sahin * / Kristin Rinortner

Insbesondere in der Gehäusetechnik hat Flexibilität eine sehr große Bedeutung gewonnen. Standardlösungen von der Palette gehören der Vergangenheit an. Individuelle Lösungen sind gefragt.

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Individuelle Gehäuse: Unternehmen müssen flexibel auf Veränderungen reagieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Hier spielen Gehäuse eine maßgebliche Rolle.
Individuelle Gehäuse: Unternehmen müssen flexibel auf Veränderungen reagieren, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Hier spielen Gehäuse eine maßgebliche Rolle.
(Bilder: Fischer Elektronik)

Nahezu jeden Tag besteht der Kontakt zu einem Gehäuse. Morgens ist es der Wecker, im Büro ist es z.B. die Maus und abends die Fernbedienung für den Fernseher. Da diese Dinge zum Alltag gehören, nehmen wir sie kaum noch wahr.

Gehäuse bestehen oft aus Kunststoffen wie ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und PC (Polycarbonate) oder Metallen wie Aluminium und werden überall dort eingesetzt, wo der Inhalt vor Gefahren aus der Umgebung oder die Umgebung vor dem Inhalt geschützt werden soll.

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Fischer Elektronik hat sich auf die Individualisierung der Produkte nach Kundenvorgaben spezialisiert. Etwa 80% der Gehäuse werden nach Kundenwunsch bearbeitet und verlassen erst so das Unternehmen.

Standardgehäuse sind meist schlicht aufgebaut und eher für den industriellen Bedarf ausgelegt. Das heißt, monotone Farben, einfache Geometrien und minderer Fertigungsstandard. Im Prototypenbau dienen Standardgehäuse oft als Basis und werden durch den Kunden selbst an die Applikation angepasst.

Die Produktpalette der Gehäusehersteller umfasst zahlreiche Standardgehäuse. Verschiedene Geometrien, Größen und Werkstoffe stehen zur Auswahl und bilden somit die perfekte Grundlage für eine Gehäuseindividualisierung. Die auf diesen Zweck spezialisierten Gehäusehersteller verfügen über moderne Maschinen und Technologien, um aus einem Standard ein Werk vom bleibenden Wert zu schaffen. Kombinationsgehäuse (Bild 2 Übersicht Kombinationsgehäuseprofile) sind hierfür wie gemacht.

Kombinationsgehäuse bestehen aus aufeinander gesteckten Aluminiumprofilen, die mithilfe von 2 mm starken Aluminiumdeckelplatten verschlossen werden. Neben der Robustheit besteht der größte Vorteil dieser Gehäuseserie in der Skalierbarkeit. Das heißt, je nach Anforderung lassen sich unterschiedliche Profile miteinander kombinieren. Hierfür stehen Profile mit unterschiedlichen Höhen, Breiten und Funktionen zur Auswahl.

Für Gehäuse ohne besondere Anforderungen bieten sich einfache Profile mit innen liegenden Führungsnuten an. Dagegen besitzen Profile für die Hutschienenmontage im Schaltschrank eine in die Profilkontur integrierte Klammerbefestigung. Soll Wärme abgeführt oder das Gehäuse an eine Maschinenrückwand montiert werden, stehen Profile mit Kühlrippen und Befestigungslaschen zur Verfügung. Diese und weitere Profilgeometrien lassen sich untereinander kombinieren und bilden so die ideale Grundlage für das kundenspezifische Gehäuse.

Bearbeitungsmöglichkeiten für Gehäuse

Um die Einsatzmöglichkeiten universell zu gestalten, werden Standardgehäuse ohne Durchbrüche angeboten. Je nach Kundenanforderungen lassen sich mittels unterschiedlichen Technologien mechanische Bearbeitungen für Steckverbinder oder Displays einbringen. Abhängig von den fertigungstechnischen Möglichkeiten der Hersteller und der avisierten Qualität stehen dem Kunden hierfür oft mehrere Optionen zur Auswahl.

Stanzen ist selbst für den Laien ein geläufiger Begriff. Nibbeln dagegen wirft bei vielen ein Fragezeichen auf. Wie beim Stanzen wird auch beim Nibbeln Material nach dem Scherverfahren getrennt. D.h., ähnlich wie bei einem Locher das Papier wird von einer Blechtafel durch Stempel und Matrize Material abgetrennt. Das Aneinanderreihen mehrerer Stanzungen wird als Nibbeln bezeichnet.

Moderne Nibbelmaschinen können bis zu 1200 Stanzhübe pro Minute erzeugen. Neben dem Nibbeln können diese Maschinen Präge-, Signier-, Gewinde- und Biegevorgänge ausführen. Sie haben den Vorteil, dass bei existierenden Werkzeugen die Herstellkosten sehr gering sind. Nachteilig ist die Qualität der Schnittkanten. Abhängig von der Anzahl der Aneinanderreihung mehrerer Stanzungen und den Zuständen der Werkzeuge, entstehen an den Stanzüberlappungen sogenannte Nibbelkanten. Nibbelkanten sind mit dem bloßen Auge zu erkennen und deshalb bei Sichtteilen eher unerwünscht.

Die beiden Alternativen zum Nibbeln

Saubere Schnittkanten und filigrane Konturen können wahlweise gefräst oder gelasert werden. Das Fräsen ist ein spanendes Fertigungsverfahren, beim dem mittels eines Fräsers eine gewünschte Kontur abgefahren wird. Beim Laserschneiden wird mithilfe eines Lasers Material durch Aufschmelzen getrennt. Beide Verfahren können bei dekorativ anspruchsvollen Teilen eingesetzt werden, um eine besonders gute Schnittkantenqualität zu erzeugen. Bei größeren Materialstärken oder 3-D-Konturen ist das Fräsen die erste Wahl. Nachteil beider Verfahren ist, dass bei der Bearbeitung von Konturecken ein Innenradius entsteht bzw. verlangt wird.

Die passende Oberflächenbearbeitung

„Der erste Eindruck zählt“ oder auch „das Auge isst mit“: Nicht umsonst sind diese Sprichworte entstanden. Studien zufolge benötigt der Mensch maximal 100 ms, um sich ein ersten Eindruck über sein Gegenüber zu machen. Das Gleiche gilt auch bei Produkten. Visuelle Reize erwecken Interesse aus der Ferne, die durch haptische Reize verstärkt werden. Bei der visuellen Gestaltung von Gehäusen sind nahezu keine Grenzen gesetzt. Abhängig vom Gehäusewerkstoff und Einsatzort lassen sich Gehäuse dekorativ verschönern.

Bei Kunststoffgehäusen wird die Oberflächenstruktur zur Beginn mit dem Spritzwerkzeug festgelegt und durch den Werkzeugbauer ins Werkzeug eingearbeitet. Bei Gehäusen aus Metall ist man flexibler, da die Oberflächenbearbeitung oft am Ende der Fertigungskette steht. Beispielsweise durch Glasperlenstrahlen oder Schleifen wird der Oberfläche eine gleichmäßige Struktur gegeben. Das verbessert nicht nur die optische, sondern auch die haptische Qualität.

Anodisieren, Nass- und Pulverlackieren

Gehäuse aus Aluminium werden üblicherweise schwarz oder naturfarben anodisiert. Hier wird eine Oxidschicht künstlich aufgebaut. Diese Schutzschicht ist porös und lässt sich vor dem Verdichten mit organischen Farbstoffen einfärben.

Die verdichtete eloxierte Oberfläche bietet einen sehr guten Korrosionsschutz und ist deutlich widerstandsfähiger als das darunter liegende Aluminium.

Eine weitere Möglichkeit Gehäuse optisch hervorzuheben, besteht darin, diese zu lackieren. Beim Lackieren wird zwischen Nasslackieren und Pulverbeschichten unterschieden. Beim Nasslackieren wird die Farbe in flüssiger Form auf das Teil aufgesprüht. Vorteile beim Nasslackieren sind, dass mehrere Schichten aufgetragen werden können und die Auswahl an Farben und Lacken sehr groß ist.

Zum Pulverbeschichten müssen die Gehäuseoberflächen elektrisch leitend sein. Aluminiumgehäuse werden vor dem Pulvern mit einer elektrisch leitenden Konversionsschicht versehen. Zur farbigen Beschichtung wird ein elektrostatisch aufgeladener Pulverlack auf das Teil gesprüht. Die Pulverpartikel werden von der Gehäuseoberfläche angezogen und bleiben daran haften. Die Festigkeit wird durch das Einbrennen des Lacks bei einer Temperatur von etwa 150°C erreicht. Die Beschichtung ist gegen mechanische Belastungen und UV-Licht sehr widerstandsfähig. Im Vergleich zum Nasslackieren ist Pulverbeschichten ökologischer, da keine Löse- und Verdünnungsmittel eingesetzt werden.

Zum Aufbringen des Firmenlogos und zur Beschriftung der Ein-/Ausgänge eignet sich das Siebdruckverfahren. Hierzu wird eine Schablone (Siebdruckrahmen) erstellt, durch die später die Farbe mit einem Gummirakel auf die zu bedruckende Fläche aufgebracht wird.

Alternativen zum Siebdruck sind der Tampondruck, Gravieren, Laserbeschriften und der Untereloxaldruck.

Die Vorteile von Kooperationen liegen auf der Hand

Durch die Vielzahl der Optionen zur Individualisierung von Gehäusen ist die frühzeitige Kooperation mit dem Gehäusehersteller maßgebend. Bereits beim Hersteller bearbeite Gehäuse sparen nicht nur Zeit und Geld, sondern auch Nerven. Denn je mehr Arbeiten der Gehäusehersteller verrichtet, umso weniger muss nachgearbeitet werden. Eigene Ressourcen werden geschont und die Verantwortung für die fehlerfreie Bearbeitung an den Hersteller übergeben.

Durch die individuelle Auslegung des Gehäuses lässt sich das Endprodukt an das Unternehmens-CI anpassen. Farbkonzepte oder aussagekräftige Logos steigern den Wiedererkennungswert des Endproduktes auf dem Markt. Design und Funktion werden gekoppelt und ein signifikantes Produkt geschaffen.

* Fatih Sahin arbeitet als Entwicklungsingenieur bei Fischer Elektronik in Lüdenscheid.

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