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Ein kundenspezifisch gefertigtes Gehäuse ist nicht nur darauf ausgelegt, exakt den Abmessungen des elektronischen Produkts (Leiterplatte, Akkupack usw.) zu entsprechen, sondern verfügt auch über präzise Positionen für Strukturelemente (Bohrungen, Kühllöcher usw.), die für den Betrieb des elektronischen Produkts erforderlich sind. Die tatsächliche Fertigung kundenspezifischer Gehäuse erfordert eine geeignete Materialauswahl, um Kosten und Leistung zu optimieren.
Die konstruktive Auslegung zur Eliminierung elektromagnetischer Störungen (EMI) kann anspruchsvoll und komplex sein. Es gibt viele Faktoren, die bei der Gestaltung kundenspezifischer Gehäuse zu berücksichtigen sind. Dieser Leitfaden enthält detaillierte Informationen nicht nur zur Gestaltung eines kundenspezifischen Gehäuses, sondern auch darüber, welche Fertigungsverfahren für Serienproduktionen die zuverlässigsten Produkte liefern.
Darüber hinaus bietet dieser Leitfaden Informationen zur Identifizierung zuverlässiger Hersteller von kundenspezifischen Gehäusen und welche Kriterien zu deren Bewertung herangezogen werden sollten, damit die Erfolgswahrscheinlichkeit maximiert wird, wenn Sie sich für einen Hersteller von Präzisionsgehäusen entscheiden.
Schließlich enthält dieser Leitfaden wichtige Überlegungen bei der Auswahl eines Herstellers für kundenspezifische Gehäuse, darunter Leistungszertifizierungen (ISO9001, ISO13485), Qualitätssicherungsprogramme und eine hochmoderne Fertigungsstätte für die Herstellung Ihrer Gehäuse. Wenn Sie die Richtlinien in diesem Leitfaden befolgen, sind Sie besser darauf vorbereitet, den Hersteller für kundenspezifische Gehäuse zu finden und auszuwählen, der Ihre Erwartungen hinsichtlich Lieferung und Budget erfüllt.
Ein kundenspezifisch gefrästes Gehäuse ist ein Schutzgehäuse, das mithilfe von CNC-Bearbeitungsverfahren (Computer Numerical Control) speziell aus Rohmaterial hergestellt wurde. Kundenspezifisch gefräste Gehäuse werden aus Rohmaterial in Vollblöcken gefertigt und zu Fertigprodukten der gleichen Art verarbeitet; sie unterscheiden sich daher von handelsüblichen Kunststoffgehäusen oder Blechbiegegehäusen, da für die Formgebung des Endprodukts weder Kunststoff noch Metall verwendet wird. Stattdessen werden sie mit einer CNC-Maschine erstellt, die das Material abträgt und so die endgültige Gehäuseform mit allen inneren Merkmalen wie Montageböcken, Steckerausschnitten, Kühlöffnungen und Oberflächenmerkmalen erzeugt.
Monolithische Bauweise: Keine Trennlinien, keine Schweißnähte, keine Schwachstellen
Hohe Maßgenauigkeit: Enge Toleranzen sorgen für eine perfekte Passung von Leiterplatten, Steckverbindern und Dichtungen
Hervorragende EMI-Abschirmung: Ein massives Metallgehäuse wirkt bei richtiger Auslegung wie ein Faradayscher Käfig
Designflexibilität: Änderungen sind einfach durch Aktualisieren der CAD-Datei möglich – keine teuren Werkzeugmodifikationen
Für Klein- bis Mittelserien – typischerweise 10 bis 5.000+ Stück – ist die CNC-Bearbeitung oft der kostengünstigste und schnellste Weg zum Markt. Erfahren Sie mehr über Präzisions-CNC-Bearbeitungsdienstleistungen für die Herstellung kundenspezifischer Gehäuse.
Die Wahl des richtigen Materials für Ihr gefrästes Metallgehäuse oder Kunststoffgehäuse wirkt sich direkt auf Leistung, Gewicht, Kosten und Erscheinungsbild aus. Hier ist ein Vergleich der gängigsten Optionen.
| Material | Am besten geeignet für | Wichtigste Vorteile | Überlegungen |
| Aluminium 6061 | Die meisten Elektronikgehäuse, Industrieanlagen, Verbrauchergeräte | Leicht, hervorragende Zerspanbarkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, korrosionsbeständig | Kann zum Verschleißschutz und für das Aussehen Eloxieren erforderlich machen |
| Aluminium 7075 | Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Hochbelastungsanwendungen | Sehr hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis, wird in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt | Teurer, schwieriger zu bearbeiten als 6061 |
| Edelstahl (304/316) | Raue Umgebungen, Schifffahrt, Lebensmittelindustrie, Outdoor-Geräte | Hervorragende Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit, langlebig | Schwer, schwieriger und teurer zu bearbeiten, geringere Wärmeleitfähigkeit |
| Messing | HF-Abschirmung, Premium-Gehäuse, dekorative Gehäuse | Natürliche EMI/RFI-Abschirmung, hervorragende Zerspanbarkeit, attraktives Aussehen | Hohe Materialkosten, schwer, kann ohne Beschichtung anlaufen |
| POM (Delrin) | Elektrische Isolierung, innere Strukturteile | Steifer technischer Kunststoff, gute Dimensionsstabilität, leicht zu bearbeiten | Kein EMI-Schutz, begrenzter Temperaturbereich |
| ABS / PC (Kunststoff) | Leichte Prototypen, kosten sensible Anwendungen | Niedrige Kosten, leicht, einfach zu bearbeiten | Begrenzte Haltbarkeit, schlechte Wärmeleitfähigkeit, minimaler EMI-Schutz |
Die Branche der kundenspezifisch gefrästen Gehäuse wird derzeit von Aluminium dominiert; hauptsächlich aufgrund dessen, was es hinsichtlich Festigkeit, Gewicht, Kosten und Zerspanbarkeit bietet. Die häufigste Wahl für CNC-gefräste Gehäuse, die leicht sein müssen und eine effektive Wärmeableitung sowie EMI-Abschirmung erfordern, ist Aluminium. Wenn maximale Korrosionsbeständigkeit und Formsteifigkeit entscheidend sind, könnten Edelstähle verwendet werden. Im Gegensatz dazu sind bei Verwendung einer Isolationsmethode und/oder eines kostengünstigen Prototyps technische Kunststoffe (z. B. Delrin und ABS) zu bevorzugen.
Die Gestaltung einer kundenspezifischen Gehäusebox umfasst mehr als nur ein gutes Aussehen. Hier sind die technischen Faktoren, die Sie richtig beachten müssen.
Hitze ist der Feind der Elektronik. Ein gut gestaltetes gefrästes Aluminiumgehäuse kann aktiv zur Kühlung Ihrer Komponenten beitragen. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Aluminium – etwa 205 W/m·K für 6061 – bedeutet, dass Wärme effizient von heißen Komponenten auf den Gehäusekörper übertragen wird.
Bewährte Methoden für das Thermomanagement bei der Fertigung kundenspezifischer Gehäuse umfassen:
Integration von Rippen oder Kühlkörpermerkmalen: Kühlrippen können direkt in die Gehäusewände gefräst werden, sodass separate Kühlkörper überflüssig werden
Gestaltung von Entlüftungsmustern: Eine optimierte Positionierung der Lüftungsöffnungen ermöglicht konvektive Luftströmung, ohne die Schutzart zu beeinträchtigen
Sicherstellung ebener Montageflächen: Eine vollkommen ebene Schnittstelle zwischen Leiterplatte und Gehäuse maximiert die Wärmeübertragung
Berücksichtigung von Wärmeschnittstellenmaterialien: Spalte zwischen Komponenten und Gehäuse können mit wärmeleitenden Pads oder Pasten gefüllt werden
Ein Hersteller kundenspezifischer Aluminiumgehäuse mit CNC-Fähigkeiten kann diese thermischen Merkmale direkt in das Gehäuse fräsen – etwas, das mit Standardgehäusen unmöglich ist.
Elektromagnetische Störungen (EMI) können empfindliche Elektronik stören. Ein massives CNC-gefrästes Metallgehäuse bietet bei richtiger Auslegung eine natürliche EMI-Abschirmung.
Wichtige Anforderungen für eine wirksame EMI-Abschirmung:
Durchgehender Kontakt entlang der Passflächen: Die Deckel-Basis-Schnittstelle muss vollkommen eben sein, um eine Abdichtung zu erzeugen
Leitfähige Dichtungen: Flanschbereiche sollten leitfähige Dichtungen aufnehmen können, die alle Spalte schließen
Messerschneidennuten: Präzisionsgefräste Nuten für Dichtungen stellen sicher, dass keine Strahlung austritt
Positionierung der Schraubenböcke: Richtig positionierte Schraubenböcke gewährleisten einen gleichmäßigen Anpressdruck um den Umfang herum
Wenn Sie mit einem erfahrenen Lieferanten für gefräste Gehäuse zusammenarbeiten, werden diese Merkmale mit engen Toleranzen – typischerweise ±0,05 mm oder besser – gefräst, sodass keine Lücken für Störungen entstehen, durch die sie entweichen oder eindringen können.
Standardgehäuse passen selten zu Ihrem Leiterplatten-Layout. Eine kundenspezifische Gehäusebox ermöglicht die Optimierung des Innenraums.
Designüberlegungen für die Montage umfassen:
Leiterplatten-Montageböcke: Präzise positionierte Gewinde- oder Einpressböcke, die perfekt mit Ihrer Platine ausgerichtet sind
Steckerausschnitte: Exakt dimensionierte und positionierte Öffnungen für USB-Anschlüsse, RJ45-Steckverbinder, Schalter und Displays
Kabelführungskanäle: Interne Wege, um die Verkabelung organisiert zu halten und ein Einklemmen zu verhindern
Batteriefächer: Speziell für Ihre Stromquelle gestaltete Aussparungen
Bei Falcon CNC Swiss prüfen unsere Ingenieure Ihre CAD-Datei vor der Angebotserstellung und geben DFM-Feedback (Design for Manufacturing). Wir helfen Ihnen, Bereiche zu identifizieren, in denen kleine Designänderungen – wie das Anbringen von Radien an Innenecken, die Standardisierung von Lochgrößen oder das Lockern unkritischer Toleranzen – die Bearbeitungszeit verkürzen und die Kosten senken können, ohne die Leistung zu beeinträchtigen.
