Blechbearbeitung: Gehäuse für die Elektronik

Gehäuse aus Aluminiumblech

Elektronische Gehäuse sind kastenförmige Gehäuse, die Bauteile elektronischer Geräte wie Leiterplatten, Schalter, Verkabelung und vieles mehr umschließen. Ihr Hauptzweck ist der Schutz und die Formgebung der Funktionselemente. Die Blechbearbeitung ist das beste Verfahren zur Herstellung elektronischer Gehäuse und ermöglicht die Fertigung von Gehäusen in verschiedenen Größen und Formen – von klein bis groß.

Bei der Herstellung elektronischer Gehäuse werden verschiedene Metall- und Kunststoffplatten verwendet. Welche Art von Material Sie benötigen, hängt von den Spezifikationen eines bestimmten Teils und Geräts ab.

Schritt 1: Herstellung elektronischer Gehäuse

Schritt 1: Design des Blechgehäuses

CAD-Modell des Elektronikgehäuses

Der Entwurf eines Blechgehäuses beginnt mit der Ermittlung funktionaler und ästhetischer Anforderungen. Sie müssen verschiedene Aspekte der Anforderungen berücksichtigen, wie z. B. Maßanforderungen, Arbeitsbedingungen, Steckerposition, Montageposition und vieles mehr.

Unterschiedliche Arten von Anforderungen

Sobald alle Anforderungen ermittelt sind, erfolgt die Entwicklung eines 3D-Modells des Gehäuses. Die detaillierte Konstruktion umfasst alle Merkmale, Abmessungen und Toleranzen. Die Kenntnis der vielfältigen Aspekte des Gehäuses trägt dazu bei, ein 3D-Modell zu erstellen, das alle Kriterien erfüllt.

Das Gehäuse muss elektronische Gerätekomponenten vor Hitze, Feuchtigkeit und Vibrationen schützen. AutoCAD, SolidWorks und Creo sind Computersoftware für die 3D-Modellentwicklung.

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Schritt 2: Materialauswahl

Die Auswahl des Materials hängt auch von den zuvor aufgeführten Anforderungen ab. Die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des Materials müssen den Bedingungen des Gehäuses genügen. Allerdings müssen auch verschiedene Eigenschaften berücksichtigt werden.

Lassen Sie uns über einige prominente Blecharten von Materialien, die zur Herstellung elektronischer Gehäuse verwendet werden.

Schritt 3: Auswahl der Dicke

Bleche gibt es in verschiedenen Größen und Stärken. Eine weitere Sache ist die Dicke des Blechs, die Sie nach der Auswahl der Blechsorte auswählen müssen. Die für die Gehäuseherstellung gewählte Dicke muss die erforderliche Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Darüber hinaus sollte die Dicke des in Elektronikgehäusen verwendeten Blechs mindestens 0.41 mm und bei Kupfer und Aluminium 0.51 mm betragen (National Electrical Code 2020 von Illinois, 2020).

Schritt 4: Bestätigung der Fertigungsreihenfolge

Beim Bau von Schaltschränken ist eine sorgfältige Planung unerlässlich. Es gibt viele Herstellungsprozesse, einschließlich Schneiden, Formen und Fügen.

1 Blechschneiden

Laserstrahlschneiden

Basierend auf den Merkmalen und Abmessungen im 3D-Modell müssen Sie das Blech in ein Stück der erforderlichen Größe schneiden. Die Blechbearbeitung ist eine der gebräuchlichsten Methoden zum Schneiden von Blechen in verschiedene Formen. Es ist möglich, Bleche mit jeder Methode zu schneiden, einschließlich Scherung, Wasserstrahl, Plasmaund Laserschneiden.

2 Biegen

Biegeteil aus Stahlblech

Gehäuse sind kastenartige Strukturen und können mit dem erreicht werden Biegeprozess. Sie müssen die Biegepositionen genau festlegen und mit der Biegemaschine biegen.

• Der Biegeradius sollte während der gesamten Biegeposition konstant bleiben.
• Wenn im Gehäuse Flansche vorhanden sind, muss die Länge mindestens das Drei- bis Vierfache der Dicke betragen.
• Um Brüche beim Biegen zu vermeiden, sollten Sie auch die Materialzusammensetzung und Oberflächenbeschaffenheit berücksichtigen.
• Die Dicke muss mindestens dem Biegeradius entsprechen. Zusätzlich kann eine CAD-Software zur Ermittlung der Biegezugabe eingesetzt werden.

3 Bohren

Nur bei einigen Gehäusen sind möglicherweise Bohrungen erforderlich. Jedoch, Bohrung ist optional, wenn das Design eine Schließtür hat. Wenn Sie die Schließposition mit den Schrauben verbinden möchten, müssen Sie kleine Löcher bohren.

4 Beitreten

Elektronisches Gehäuse mit Nietverbindungen

Schweißen, Nieten und Verschrauben sind gängige Verfahren zum Verbinden von Elektronikgehäusen. Je nach Anwendungsfall werden die Verbindungen an den Schließpositionen hergestellt. Bei häufigem Öffnen können Schrauben oder eine Öffnungsklappe durch Schweißen verwendet werden. Alternativ stehen auch andere Verfahren wie Löten und Hartlöten zur Verfügung.

Schritt 5: Oberflächenveredelung

Oberflächenbehandlung von Blechen verbessert nicht nur die Ästhetik von Gehäusen, sondern macht sie auch langlebig und beugt Umwelteinflüssen wie Korrosion und Kratzern vor.

Für die Oberflächenveredelung des Gehäuses gibt es verschiedene Möglichkeiten wie Lackieren, Pulverbeschichten und Galvanisieren. Je nach Materialtyp und Betriebszustand elektronischer Geräte können Sie das richtige auswählen.

1 Pulverbeschichtung

Elektronikgehäuse mit Pulverbeschichtung

Beim Pulverbeschichtungsverfahren wird die thermoplastischem Pulver auf der Oberfläche von Gehäusen und bildet eine Schutzschicht. Aufgrund der verschiedenen Farb- und Texturoptionen ist es bei Elektronikgehäusen weit verbreitet. Die Pulverbeschichtung kann Korrosion und Kratzer verhindern, ohne die Maßhaltigkeit zu beeinträchtigen. Dies gilt für viele Materialien wie Aluminium, Stahl, Kupfer und Kunststoffe.

2 Eloxieren

Anodisieren ist eine geeignete Oberflächenveredelungsmethode für Gehäuse aus Nichteisenmetallen, beispielsweise Aluminium. Dabei bildet sich auf dem Substratmaterial eine Oxidschicht, die das Gehäuse vor Korrosion und anderen Umwelteinflüssen schützt. Diese Schicht blättert zudem nicht ab.

3 Malerei

Eine weitere Möglichkeit zur Oberflächenveredelung von Elektronikgehäusen ist die Lackierung. Dabei wird Farbe auf die Oberfläche gesprüht, um eine dünne schützende Farbschicht zu bilden. Es bietet hervorragende ästhetische Schönheit und schützt vor Umwelteinflüssen.

4 Beschichtung

Zink Überzug ist die beste Option für Stahlgehäuse. Die galvanische Abscheidung von Zink fügt der Oberfläche eine dünne Schutzschicht hinzu, ohne die Dimensionsstabilität zu verlieren, und erzeugt eine glatte, eintönige graue Oberfläche.

Die Beschichtung mit Nickel ist eine weitere Option, die eine hervorragende Korrosions- und Verschleißbeständigkeit bietet. Wie bei der Verzinkung erfolgt auch hier die galvanische Abscheidung von Nickel auf der Gehäuseoberfläche.

Besondere Arten von Elektronikgehäusen

Abhängig von den Anwendungen gibt es einige spezielle Arten von Elektronikgehäusen. Lassen Sie uns sie im Detail betrachten.

1 Computergehäuse

Der Hauptzweck eines Computergehäuses besteht darin, die Hardwarekomponenten vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit und Staub zu schützen.

Computergehäuse

Bei der Gestaltung des Computergehäuses müssen unbedingt mehrere Überlegungen berücksichtigt werden, darunter auch die Frage, ob der Computer in Wohn-, Geschäfts- oder Industrieumgebungen verwendet wird, bei unterschiedlichen Temperaturbereichen, bei Feuchtigkeit, Staub und umherfliegenden Trümmern. Zu den gängigen Materialien für Bleche zählen Aluminium, Edelstahl oder Kunststoffe.

2 Schrankgehäuse

Schrankgehäuse dienen dem Schutz von Audio- und Videogeräten wie Fernsehern und Kameras. Auch für schwere Ausführung mit Schranktür geeignets (Braun, 2020)

3 Displaygehäuse

Wir verwenden verschiedene Anzeigegeräte wie Bildschirm-Touch-Telefone, digitale Anwesenheitsgeräte und viele andere. Diese Gehäuse kommen dort zum Einsatz, wo der Bildschirm vor Tageslicht, Flüssigkeiten und Stößen geschützt werden muss. Kunststoffe und Glas sind zwei häufig verwendete Materialien für die Herstellung von Vitrinengehäusen.

4 Wandgehäuse

Wandgehäuse für Bedienfeld

Wandgehäuse eignen sich für Schalttafeln und elektronische Geräte mit Beschädigung, Verschmutzung, Hitze und anderen gefährlichen Umgebungen. Die idealen Materialien für Wandgehäuse sind Carbon und Edelstahl.

5 tragbare Gehäuse

Tragbare Gehäuse Unter tragbaren Gehäusen versteht man die Gehäuse tragbarer elektronischer Geräte wie Fernseher, Fernbedienungen, Controller, Laptops und Soundsysteme. Die besten Materialoptionen für tragbare Gehäuse sind Aluminium, Stahl und verschiedene Kunststoffe. Es muss leicht sein und eine gute Festigkeit aufweisen.

6 EMI-Gehäuse

Zusätzlich zu den Grundbedürfnissen von Gehäusen werden EMI-Gehäuse in Geräten verwendet, bei denen Frequenzstörungen die Funktionalität elektronischer Geräte stören, wie z. B. WLAN-Router und Fernbedienungen. Aluminium und Stahl sind die besten Materialien für EMI-Gehäuse.

Vorteile

Die Verwendung eines Blechfertigungsansatzes für elektronische Gehäuse bietet mehrere Vorteile.

• Kosteneffiziente Lösung

Die Blechfertigung ist im Vergleich zu anderen Techniken wie CNC-Bearbeitung und 3D-Druck ein kostengünstigerer Prozess. Es ist keine teure oder komplizierte Einrichtung erforderlich.

• Genauigkeit

Die Herstellung von Elektronikgehäusen aus Blech ist ein präziser Prozess. Es ist in der Lage, Gehäuse mit äußerst genauen Toleranzen herzustellen.

• Komplexität

Für das Gehäuse gibt es mehrere Fertigungsvorgänge, die beliebig angewendet werden können, wie Schneiden, Biegen, Stanzen, Stanzen, Fügen und vieles mehr. Je nach Komplexität muss die richtige Fertigungsreihenfolge gewählt werden.

Fallstudie: Blechstanzen bei der Herstellung von Elektrogehäusen

In dieser Fallstudie untersuchen wir ein reales Beispiel dafür, wie das Stanzen von Blech bei der Herstellung von Elektrogehäusen für einen Anbieter von Telekommunikationsgeräten genutzt wurde. Das Unternehmen benötigte maßgeschneiderte Gehäuse zur Unterbringung seiner Netzwerkgeräte und -ausrüstung. Lassen Sie uns in die Details eintauchen:

Kundenanforderungen und Herausforderungen

Der Telekommunikationsausrüster hatte besondere Anforderungen an seine Schaltschränke:

• Kundenspezifische Designs: Die Gehäuse mussten gemäß den Vorgaben des Unternehmens entworfen und gefertigt werden, einschließlich spezifischer Lochmuster, Öffnungen und Kabeleinführungspunkte.
• Präzision und Genauigkeit: Die Gehäuseabmessungen, Lochgrößen und -positionen mussten präzise sein, um die Kompatibilität mit den Netzwerkgeräten und -anlagen zu gewährleisten.
• Effiziente Produktion: Aufgrund der hohen Nachfrage nach ihren Produkten benötigte das Unternehmen einen effizienten Produktionsprozess, um die Liefertermine seiner Kunden einzuhalten und wettbewerbsfähig zu bleiben.

Lösung: Blechstanzen für kundenspezifische Elektrogehäuse

Um den Anforderungen des Kunden gerecht zu werden, verwendete der Hersteller das Stanzen von Blechen als primäre Fertigungsmethode. Um eine erfolgreiche Gehäuseproduktion sicherzustellen, wurden folgende Schritte unternommen:

• Gemeinsamer Designprozess: Der Hersteller arbeitete eng mit dem Entwicklungsteam des Kunden zusammen, um die Anforderungen an das Gehäuse und die Designspezifikationen zu verstehen. Diese Zusammenarbeit gewährleistete, dass die Gehäusekonstruktionen optimal auf die Netzwerkgeräte und -ausrüstung abgestimmt sind.
• Moderne CNC-Maschinen: Der Hersteller setzte fortschrittliche CNC-Stanzmaschinen mit Spezialwerkzeugen ein, um präzise Lochpositionierung, Formwiedergabe und Merkmalserzeugung zu gewährleisten. Dank der CNC-Technologie waren Hochgeschwindigkeits-Stanzvorgänge möglich, wodurch die Produktionsanforderungen des Kunden erfüllt wurden.
• Qualitätskontrollmaßnahmen: Während des gesamten Produktionsprozesses wurden strenge Qualitätskontrollmaßnahmen implementiert. Es wurden Inspektionen durchgeführt, um die Genauigkeit der Lochplatzierung zu überprüfen, etwaige Mängel oder Verformungen festzustellen und die allgemeine Übereinstimmung der Gehäuse mit den Konstruktionsvorgaben sicherzustellen.
• Effizienter Produktionsablauf: Der Hersteller optimierte seinen Produktionsablauf und straffte den Blechstanzprozess, um maximale Effizienz zu erzielen. Dies umfasste effizientes Materialhandling, Werkzeugeinrichtung und die Koordination der verschiedenen Produktionsstufen.

Fazit

Blechgehäuse für elektronische Geräte bieten verschiedene Vorteile. Es handelt sich um einen kostengünstigen Herstellungsansatz mit kurzer Vorlaufzeit, der das Gerät vor Umwelteinflüssen und Funktionsstörungen schützt. Das Design ist der wichtigste Faktor bei der Herstellung von Gehäusen. Bei der Entwicklung des 3D-Modells müssen alle Anforderungen identifiziert und berücksichtigt werden.

Für den optimierten Ablauf sind verschiedene Fertigungsoptionen erforderlich, um Qualität, geringe Materialverschwendung und kurze Durchlaufzeiten sicherzustellen. Daher ist es am besten, den Service von Experten und Fachleuten in Anspruch zu nehmen. Prolean bietet professionelle Blechservice, Sie können uns jederzeit kontaktieren, wenn Sie Hilfe bei Ihrem Projekt benötigen.

Häufig gestellte Fragen

Was versteht man unter Blechgehäusen?

Blechgehäuse sind kastenartige Strukturen, die verschiedene Komponenten von Geräten vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Hitze, Stößen und mehr schützen. Um die Funktionsfähigkeit zu erhalten und sie vor Umwelteinflüssen zu schützen, ist es von entscheidender Bedeutung, über geeignete Gehäuse für elektronische Geräte zu verfügen.

Was sind die wichtigen Überlegungen bei der Blechfertigung von Elektronikgehäusen?

Die Anforderungen an die Betriebsbedingungen stehen an erster Stelle, gefolgt von der Materialauswahl, der Reihenfolge der Herstellung usw Oberflächenveredelung.

Warum ist die Reihenfolge der Fertigung wichtig?

Jeder Fertigungsschritt bietet vielfältige Möglichkeiten. Das Schneiden kann beispielsweise mit einem Wasserstrahl, einer Schere, einem Plasma oder einem Laserstrahl erfolgen. Der ideale Herstellungsprozess reduziert Toleranzen, Durchlaufzeiten und Materialverschwendung.

Welche Möglichkeiten der Oberflächenveredelung gibt es bei der Herstellung von Elektronikgehäusen?

Beliebte Optionen zur Oberflächenveredelung sind Lackieren, Eloxieren, Plattieren und Pulverbeschichten. Der beste Ansatz hängt jedoch vom Materialtyp, den Spezifikationen des Elektronikgehäuses und den Betriebsbedingungen ab.

Welche Vorteile können Blechfertigungstechniken bei der Herstellung von Elektrogehäusen bieten?

Es gibt viele Vorteile hinsichtlich Genauigkeit, Komplexität, Durchlaufzeit und Kosten.

Literaturverzeichnis

Braun, P. (2020). Schaltschränke im Schrankstil für vereinfachte Handhabung.

National Electrical Code 2020 von Illinois. (2020). NFPA.

Serksnis, T. (2019). Entwerfen elektronischer Produktgehäuse. Springer Cham.