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Wie Sie die Konstruktion und Fertigung von Gehäusen optimieren und Kosten sparen

Erfahren Sie in diesem Artikel mehr darüber, wo es bei der Konstruktion und Fertigung von Gehäusen Möglichkeiten für Optimierungen gibt und wie dabei Kostenersparnisse realisiert werden können.

Starten wir doch mit einem kleinen Gedankenexperiment: Stellen Sie sich einmal vor, Sie müssten sich für den Weg zu Ihrer Arbeitsstelle und für den gelegentlichen Transport von schweren Einkaufstaschen und Getränkekisten ein Auto anschaffen. Würden Sie sich eher für einen VW Polo oder eine S-Klasse entscheiden?

VW Polo in grau von der SeiteMercedes S-Klasse

Und, für welches der beiden Fahrzeuge würden Sie sich entscheiden?

Wahrscheinlich werden Sie zustimmen, dass der VW für diese Aufgabe den sinnvolleren Kompromiss aus Kosten und Leistung darstellt.

Als Gehäuse-Hersteller kennen wir solche Situation gut, denn bei unseren Metall-Gehäusen läuft es meistens ganz ähnlich ab. Im Normalfall hat der Kunde ein beschränktes Budget. Gesucht wird deswegen eine rationale Lösung, die optimale Balance aus Funktionalität, Design und Kosten für eine bestimmte Aufgabe.

Immer wieder kommt in diesem Zusammenhang die Frage auf, ob es noch Optionen gibt, mit denen bei einem Gehäuse Kosten eingespart werden können. Und ja, dafür gibt es meist eine ganze Reihe von Möglichkeiten. In diesem Artikel möchten wir uns einige Möglichkeiten aus folgenden Bereichen anschauen:

  1. 1. Optimierung der Konstruktion für eine möglichst effiziente Fertigung
  2. 2. Die Auswahl des richtigen Materials
  3. 3. Diverse Möglichkeiten der Oberflächenbehandlung

Bei so viel Einsparpotenzial ist es allerdings immer wichtig, die Qualität und Funktionalität nicht aus dem Blick zu verlieren. Bei einem Premiumprodukt sollte das Gehäuse in Hinblick auf Optik und Haptik auf jeden Fall eine gewisse Wertigkeit vermitteln. Um beim Beispiel vom Anfang zu bleiben: Zumindest bei einem Staatsempfang ist die S-Klasse eben doch das passendere Gefährt 😉

1. Smart Engineering: Konstruktive Optimierungen

Schon bei der eigentlichen Konstruktion eines Gehäuses gibt es zahlreiche Möglichkeiten für Optimierungen, die die Fertigung kosteneffizienter und schneller machen.

In vielen Gehäusen sind beispielsweise Schweiß- oder Einpressteile (Bolzen, Buchsen, Muttern) verbaut, die oftmals durch geformte Gewinde ersetzt werden können. Dabei wird direkt auf der Stanz-Laser-Maschine das Gewinde ins Blech gerollt. Auf diese Weise kann ein kompletter Arbeitsschritt, nämlich das Schweißen bzw. das Einpressen eingespart werden.

Mehr Informationen dazu, wie sich rechtwinkelige Verbindungen ganz einfach umsetzen lassen, bekommen Sie in diesem kurzen Video:

In den meisten Fällen gilt außerdem: Mehr Teile bedeuten mehr Kosten. Deswegen kann es sinnvoll sein, ein Gehäuse, das aufwendig aus mehreren Blechteilen montiert wird, durch ein Gehäuse aus Strangpressprofilen zu ersetzen. Natürlich gilt dies nur bei höheren Stückzahlen, damit sich die Kosten für die Herstellung eines Strangpresswerkzeugs amortisieren.

2. Material World: Auswahl des Gehäuse-Materials

Metallgehäuse werden meist aus Stahl, Edelstahl oder Aluminium gefertigt.

Geht es rein um die Kosten, ist ein Gehäuse aus verzinktem Stahlblech am wirtschaftlichsten. Der (Kosten-)Vorteil dieses Materials: ie Oberfläche ist bereits korrosionsgeschützt. Eine weitere Behandlung der Oberfläche zum Schutz vor Umwelteinflüssen ist also nicht notwendig.

Werden die Gehäuse-Teile dagegen verschweißt, sollte blankes Stahlblech verwendet werden. Damit der blanke Stahl nicht korrodiert, muss die Oberfläche anschließend behandelt werden. Dazu bietet sich das Verzinken oder das Pulverbeschichten an. In beiden Fällen wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig.

Gehäuse aus Edelstahl sind wiederum ebenso wie das verzinkte Stahlblech korrosionsgeschützt. Allerdings ist Edelstahl ungefähr dreimal so teuer wie Stahl und damit von vorne herein in einer etwas höheren Preisklasse angesiedelt.

Eine weitere Variante ist Aluminium. Alu-Gehäuse sind leichter als Gehäuse aus Stahl. Sie müssen wegen der Oxidschicht, die sich ganz natürlich auf Aluminium-Oberflächen bildet, nicht zwingend nachbehandelt werden. Für gewöhnlich liegt der Kostenpunkt eines Aluminium-Gehäuses unter dem der Edelstahl-Variante.

3. Look & Feel: Oberflächengestaltung bei Gehäusen

Ist die Entscheidung für das Material getroffen, steht die Frage nach der Auswahl einer Oberflächengestaltung an. Für die Wirtschaftlichkeit des Gehäuses ist diese Frage enorm wichtig, denn aufwendigerer Oberflächenbehandlungen erhöhen die Kosten exponentiell.

Manche Oberflächenbehandlungen sind für die Funktionalität oder die Haltbarkeit eines Gehäuses unabdingbar. Zum einen betrifft das natürlich den schon einmal erwähnten Korrosionsschutz, der bei bestimmten Materialien in Form von Pulverbeschichtungen oder einer Verzinkung aufgebracht werden kann.

Für die EMV-Abschirmung ist es dagegen wichtig, dass die Gehäuseteile rundherum leitfähig sind. Das wird mit einer Chromatierung der Oberflächen des Gehäuses erreicht.

Wenn keine weiteren Anforderungen an die Gestaltung des Gehäuses notwendig sind, wären wir hier fertig.

Da die Oberflächen eines Gehäuses aber wesentlich für die Optik und Haptik des fertigen Produkts sind – immerhin ist das Gehäuse der Teil des Produkts, der nach außen sofort sichtbar ist – verdienen Sie mehr Aufmerksamkeit.

Für einen individuellen Touch kann ein Gehäuse mit verschiedensten Farben eloxiert (bei Aluminium) und ein- oder mehrfarbig bedruckt werden. So sticht Ihr Produkt auch optisch hervor und Ihre Marke wird für Ihre Kunden leicht wiedererkennbar. Einen VW Polo erkennen Sie auf der Straße ja auch ziemlich einfach am Design der Karosserie.

Befindet sich Ihr Produkt eher im Bereich S-Klasse, dann sollte das Gehäuse von außen nicht nur einfach wiedererkennbar, sondern auch hochwertig wirken.
Für den Premium-Look bieten sich verschiedene Bearbeitungsverfahren an. Die Oberflächen eines schickes Alu-Gehäuse können zum Beispiel glasperlgestrahlt oder mit einem Schliff versehen werden.

Darüber hinaus gibt es weitere hochwertig wirkende Oberflächenbearbeitungen, die zum Teil auch kostengünstiger sind, zum Beispiel das bandeloxieren von Aluminium.

Das optimale Gehäuse aus Metall für Ihre Anwendung

Bei Material, Oberflächen und der Konstruktion gibt es also zahlreiche Möglichkeiten für Optimierungen, egal ob Ihr Produkt eher funktional ist wie ein VW Polo oder im Premium-Segment a la S-Klasse gehört.

Wenn Sie ein passendes Gehäuse für Ihr Produkt suchen, unterstützen wir Sie gerne dabei, den Idealpunkt zwischen Kosten, Design und Funktionalität zu finden. Schreiben Sie uns dazu einfach eine Mail an engineering@merath.com oder rufen Sie uns an 07151-95930-0.

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18. März 2020
Veröffentlicht unter: Wissen