Mechanische Fertigung Moderne Gehäusegestaltung profitiert von verbesserter Rundbiegetechnik

Bei der Radiengestaltung von Kunststoffgehäusen, die maschinell in Kleinserien oder als Einzelteil hergestellt werden, gibt es Fortschritte durch Fräsen und Biegen. Damit entfallen die Zugeständnisse, die man bisher hinsichtlich der Gehäuserundungen machen musste. Die Fortschritte wurden beim Warmbiegen erzielt, das weder ein Hinterfräsen noch eine mechanische Nachbearbeitung erfordert.

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apra - plast Kunststoffgehäuse-Systeme GmbH

Design oder nicht sein: Das Aussehen neuer Produkte spielt auch im industriellen Sektor eine immer größere Rolle. Ein ästhetisches Gehäuse ist das erste Differenzierungsmerkmal im Vergleich zum Wettbewerbsmodell.

Üblicherweise sind jedoch beim Design von Kunststoffgehäusen für Kleinserien und Einzelkomponenten Kompromisse erforderlich – insbesondere in Bezug auf die Radiengestaltung. Das könnte bald Vergangenheit sein. Ein neues Fertigungsverfahren der Apra-Plast GmbH, Daum, ermöglicht, dass erstmals bei kleinen Losgrößen und Prototypen optisch einwandfreie Radien wirtschaftlich umgesetzt werden können (Bild 1).

Auch die Welt der Gehäuse ist mittlerweile rund: Radien sind derzeit am Markt besonders gefragt. In der Regel ist das problematisch für alle Hersteller, die Losgrößen von etwa 25 bis 500 Gehäusen zu fertigen haben.

In diesem Stückzahlbereich lohnt sich der Einsatz der Spritzgießtechnik noch nicht, weil üblicherweise der Formenbau unwirtschaftlich ist. Für viele Gehäusehersteller ist deshalb die Fräs- und Biegetechnik erste Wahl. Diese Fertigungstechnik ist erprobt, flexibel und kostengünstig.

Rundungen wurden beim Fräsen und Biegen bisher nicht ganz rund

Bei den am Markt so gefragten Rundungen stößt sie allerdings an technische Grenzen. Das erklärt sich schon aus dem Fertigungsablauf bei der Fräs- und Biegetechnik: Der Kunststoff wird in regelmäßigen Abständen hinterfräst. Das heißt: Das flächige Halbzeug wird bis auf wenige Millimeter abgetragen, damit es sich an diesen Stellen leichter biegen lässt.

Anschließend wird das Kunststoffteil erwärmt und gebogen. Das Ergebnis ist allenfalls ein Vieleck, aber eben kein einwandfreier Radius. Praktiker wissen, dass es bei der Umsetzung von Rundungen mit der Fräs- und Biegetechnik aber noch weitere Herausforderungen gibt.

So entstehen häufig weiße Verfärbungen durch den Biegevorgang. Sie müssen mittels erneutem Arbeitsgang behoben werden. Außerdem ist das Kunststoffteil an den hinterfrästen Stellen deutlich dünner und weniger stabil. Bei vielen nebeneinander liegenden Frässtellen, die zum Beispiel für ein Vieleck erforderlich sind, ist das ein entscheidender Faktor.

Radien ab der Losgröße eins mit hoher Reproduzierbarkeit

Schon seit einiger Zeit suchen Experten deshalb nach einem Verfahren, das dieses Dilemma löst. Der Kunststoffgehäuse- und -teilehersteller Apra-Plast, der auf kleinere und mittelgroße Stückzahlen spezialisiert ist, hat sich dazu mit einem Maschinenhersteller zusammengetan. Nach gut einem Jahr Entwicklungszeit wurde nun ein Verfahren zur Marktreife gebracht, das beim Gehäusedesign ab der Losgröße eins eine technisch und wirtschaftlich saubere Lösung ermöglicht (Bilder 2 und 3).

Bei diesem Verfahren wird das flächige Kunststoffhalbzeug erwärmt und auf einem speziellen Biegetisch in die gewünschte Form gedrückt. Nach dem Abkühlen ist so eine perfekte Rundung entstanden.

Der Aufwand für die Nachbearbeitung entfällt. Es können alle erzielten Gehäuseformen jederzeit mit hoher Genauigkeit reproduziert werden. Das ist bei so kleinen Stückzahlen einmalig.

Neues Rundbiege-Verfahren bereits erprobt

Im April 2007 hat Apra-Plast das Verfahren erstmals der Fachwelt vorgestellt. Schon jetzt gibt es zahlreiche Anwendungen, bei denen diese Fertigungstechnik zum Tragen kommt, beispielsweise in der Medizintechnik.

So sind Gehäuse, die damit hergestellt wurden, Tag für Tag in Praxen, Laboren und Krankenhäusern im Einsatz, zum Beispiel als edle Hülle für die Steuereinheit einer elektrisch beheizbaren Pinzette, als hochwertiges Bedienelement eines Krankenhausbetts oder auch als Steuerung eines neuartigen Licht-Therapiesystems.

Bei Geräten für medizintechnische Anwendungen wird in besonderer Weise deutlich, welch hohe Bedeutung ein optimales Design hat. „Statistiken zeigen, dass Bedienfehler zu den häufigsten Ursachen von Unfällen in der Medizin zählen“, so das Fazit des Verbands der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik e.V. (VDE). „Die Untersuchung derartiger Vorfälle zeigt, dass Anschlüsse verwechselt, Displayangaben wegen mangelnder Darstellung falsch abgelesen, selten benutzte Geräte nicht intuitiv bedient und Fehlbedienungen durch nicht vorhandene Funktions- und Positionsanzeigen ausgelöst werden.“ Ein optimales „User Interface Design“ hilft also schwerwiegende, im schlimmsten Fall sogar lebensbedrohliche Fehler zu vermeiden.

Dipl.-Ing. Jürgen Könen ist technischer Geschäftsführer der Apra-Plast GmbH in 54550 Daun-Pützborn.

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