Ultimativer Leitfaden für die Konstruktion von Blechgehäusen: Ein Muss für Ingenieure

Ein Blechgehäuse ist ein Schutzgehäuse, das aus dünnen, flachen Blechen hergestellt wird. Es wird häufig zur Aufbewahrung und zum Schutz von Gegenständen wie Elektronik, mechanischen Teilen, elektrischen Systemen und vielem mehr verwendet. Diese Gehäuse werden in verschiedenen Branchen wie der Medizin-, Telekommunikations- und Automobilindustrie eingesetzt. Sie sind beliebt, weil sie langlebig, vielseitig und kostengünstig sind. Blechgehäuse können auch so hergestellt werden, dass sie bestimmte Design- und Funktionsanforderungen erfüllen, was sie in der modernen Fertigung und Technik sehr wichtig macht.

Ein gut konzipiertes Gehäuse schirmt nicht nur die darin befindlichen Teile ab, sondern erfüllt auch lange Zeit seine Funktion. Im Folgenden erläutern wir die Einzelheiten der Konstruktion eines Blechgehäuses und geben einige Tipps zu bewährten Verfahren. Ganz gleich, ob Sie an der Entwicklung neuer oder der Verbesserung bestehender Konstruktionen arbeiten, wir sind für Sie da.

7 Grundlegende Elemente der professionellen Konstruktion von Blechgehäusen

Der Gesamtentwurf des Blechgehäuses bestimmt, wie viel Zeit die Fertigstellung des Projekts in Anspruch nimmt, wie gut es funktioniert, wie viel es kostet und wie zufrieden der Kunde mit dem Projekt ist. Die meisten Projekte verfehlen ihre Ziele, weil einige Aspekte bei der Planung nicht berücksichtigt werden oder weil man nicht mit einem professionellen Metallverarbeitungsunternehmen zusammenarbeitet. Es gibt sieben Aspekte, die Sie berücksichtigen sollten, um ein hochwertiges Blechgehäuse zu entwerfen:

Identifizierung Ihrer Anforderungen an die Konstruktion von Blechgehäusen

Der erste und wichtigste Schritt beim Entwurf eines Blechgehäuses besteht darin, die Anforderungen an das Projekt zu ermitteln. Auf diese Weise lassen sich die Anforderungen definieren und es kann sichergestellt werden, dass das Gehäuse wie vorgesehen funktioniert, langlebig ist und für den vorgesehenen Zweck hergestellt wird. Andernfalls kann es passieren, dass Sie einige Merkmale übersehen oder sogar ein Design entwerfen, das nicht für den beabsichtigten Zweck geeignet ist. Konzentrieren Sie sich auf die Funktion des Gehäuses, seinen Verwendungszweck und die wichtigsten Eigenschaften.

Zweck und interne Komponenten: Was ist der Zweck des Gehäuses? Soll es elektrische Teile wie Leiterplatten und Stromschienen, mechanische Geräte oder andere empfindliche Systeme aufnehmen? Berücksichtigen Sie die Größe, das Gewicht, die Position und die Anzahl der Komponenten im Gehäuse. Vergewissern Sie sich, dass ausreichend Platz für Verdrahtung, Anschlüsse oder funktionale Ausschnitte wie Ports oder Zugänge vorhanden ist.

Umweltbedingungen: Denken Sie an die Bedingungen, unter denen das Gehäuse installiert werden soll. Wird es in Innenräumen oder im Freien oder in einer Umgebung mit hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit oder korrosiver Umgebung verwendet? Für Anwendungen in Innenräumen ist möglicherweise nur ein einfacher Schutz erforderlich, während für den Außenbereich oder raue Industrieumgebungen eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit oder Umweltabdichtung erforderlich sein kann.

Strukturelle Stärke: Beurteilen Sie die zu erwartenden physischen Anforderungen. Wird das Gehäuse Stößen, Vibrationen oder schweren Lasten ausgesetzt sein? Dies wirkt sich auf die erforderliche Blechstärke und die Gesamtkonstruktion aus.

Wärme- und Lüftungsbedarf: Entscheiden Sie, ob die Teile im Inneren Wärme erzeugen werden oder nicht. Wenn eine Temperaturkontrolle erforderlich ist, sollte man sich die Belüftungsoptionen, Kühlkörper oder Ausschnitte ansehen, die bei der Wärmeableitung helfen.

Erreichbarkeit: Erwägen Sie eine Wartung oder Verbesserung. Werden die Teile im Inneren häufig von den Mitarbeitern erreicht? Einige davon sind Flügeltüren, abnehmbare Paneele oder sogar modulare Konstruktionen, die diesen Prozess erleichtern können.

Montage Typ: Legen Sie fest, wie das Gehäuse befestigt werden soll. Wird es an der Wand befestigt, auf den Boden gestellt oder soll es eine Kombination aus beidem sein? Schaffen Sie Platz für Halterungen, Befestigungslöcher oder zusätzliche Stützen.

Form des Gehäuses: Die verschiedenen Formen des Gehäuses beeinflussen die Funktionsweise des Gehäuses und den Herstellungsprozess. Es ist auch billiger und einfacher, einfache Formen wie rechteckige oder quadratische Designs zu fertigen. Bei besonderen Anforderungen oder aufgrund von Platzmangel kann es jedoch erforderlich sein, eine spezielle oder unregelmäßige Form zu wählen. Überlegen Sie, wie sich die Form zu den inneren Komponenten und den äußeren Stützen verhält und ob die Form Faktoren wie Belüftung oder Raumnutzung beeinflussen kann.

Ästhetik des Produkts: Bestimmen Sie, ob das Aussehen des Gehäuses von Bedeutung ist. Bei einigen Anwendungen kann die Oberflächenbeschaffenheit oder das Branding, z. B. Firmenlogos, wichtig sein.

Die Wahl des richtigen Blechmaterials

Nach der Ermittlung der verschiedenen Anforderungen an das Projekt besteht der nächste Schritt in der Auswahl des am besten geeigneten Blechmaterials. Dieses sollte verschiedenen Faktoren wie der Umgebung, in der das Produkt verwendet werden soll, der erforderlichen Festigkeit, den Gewichtsbeschränkungen und dem Kostenfaktor entsprechen. Bei TZR haben wir Erfahrung in der Herstellung von Blechgehäusen aus verschiedenen Materialien wie Edelstahl, Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing und anderen. Im Folgenden finden Sie eine Liste der in der Blechfertigung am häufigsten verwendeten Materialien:

Rostfreier Stahl: Diese Art von Stahl ist sehr korrosionsbeständig. Er ist ideal für den Einsatz in Gehäusen, die in rauen Umgebungen oder in Bereichen eingesetzt werden, die Feuchtigkeit und Chemikalien ausgesetzt sind. Aufgrund seiner hohen Festigkeit und Haltbarkeit wird er in verschiedenen Sektoren wie der Pharmazie, der Lebensmittelverarbeitung und der Schifffahrt eingesetzt. Allerdings ist es schwerer und kostspieliger als einige andere Optionen.

Kohlenstoffstahl: Kohlenstoffstahl ist relativ billig, hat eine hohe Festigkeit und lässt sich leicht verarbeiten. Er wird häufig für Gehäuse für allgemeine Zwecke verwendet, bei denen die Korrosionsbeständigkeit kein wichtiger Faktor ist, der berücksichtigt werden muss. Es ist möglich, den Schutz gegen Rost durch Beschichtungen wie Pulverbeschichtung oder Chromatierung zu verbessern.

Aluminium: Dieses Material ist leicht und hat die natürliche Tendenz, nicht leicht zu rosten. Es eignet sich für den Einsatz in Bereichen, in denen die Verwendung von Masse ein begrenzender Faktor ist, zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrt oder bei tragbaren Geräten. Es ist auch elektrisch hoch leitfähig und eignet sich gut für Anwendungen, die den Einsatz elektronischer Teile erfordern. Allerdings kann es bei hohen Stoßbelastungen weniger haltbar sein.

Verzinkter Stahl: Hierbei handelt es sich um einen Stahl, der mit einer Zinkschicht überzogen ist, um ihm eine mäßige Korrosionsbeständigkeit zu einem günstigeren Preis als Edelstahl zu verleihen. Er wird häufig im Außenbereich oder in der Industrie eingesetzt, wo ein gewisser Schutz erforderlich ist, die Kosten aber nicht sehr hoch sein dürfen.

Kupfer: Kupfer hat eine stabile elektrische Leitfähigkeit und eine ausgezeichnete Wärmeableitung. Es wird häufig für Gehäuse in elektronischen Anwendungen wie Stromversorgungskästen oder anderen elektrischen Gehäusen verwendet. Sein Hauptnachteil ist jedoch der hohe Preis und die vergleichsweise geringe Zugfestigkeit im Vergleich zu Stahl.

Bestimmung von Blechdicken und Spezifikationen

Die Dicke des Materials ist ein wichtiger Faktor, der die Festigkeit, das Gewicht und die Kosten des Gehäuses beeinflusst. Wenn das Blech zu dünn ist, könnte das Gehäuse nicht stabil genug sein oder anfällig für Vibrationen werden. Ist das Blech hingegen zu dick, wird es teurer als der erforderliche Betrag. Daher muss bei der Wahl der Blechdicke ein Gleichgewicht gefunden werden, das von den Projektanforderungen, dem Gewicht des Produkts und den Einsatzbedingungen abhängt.

Berücksichtigung von Maßtoleranzen

Die Maßtoleranzen sind bei der Konstruktion von Blechgehäusen sehr wichtig. Sie stellen sicher, dass alle Komponenten während des Montageprozesses gut ausgerichtet und richtig eingepasst sind. Wenn die Toleranzen nicht korrekt eingestellt sind, passen die Teile nicht so, wie sie sollen. Dies kann zu Ausrichtungsfehlern, Fehlfunktionen oder teuren Nachbesserungen während des Fertigungsprozesses führen. Bei elektrischen Gehäusen sind enge Toleranzen sehr wichtig, um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten und Lücken zu vermeiden, die die mechanischen Komponenten beschädigen könnten.

Identifizieren Sie kritische Merkmale: Bestimmen Sie, welche Merkmale für den Montageprozess kritisch sind, z. B. die Position der Löcher für Schrauben, den Einbau elektronischer Komponenten oder die Ausrichtung von Ausschnitten. Es ist wichtig, diese mit bestimmten Toleranzen einzuhalten.

Berücksichtigung der Materialvariabilität: Dinge wie Blechdicke oder Materialflexibilität können die Stabilität der Abmessungen nach dem Schneiden oder Biegen beeinflussen. Nehmen Sie Anpassungen für Abweichungen vor, die durch Prozesse wie Abkantpressen oder Laserschneiden verursacht werden.

Enge, aber realistische Toleranzen: Enge Toleranzen erhöhen die Genauigkeit, sind aber gleichzeitig zeitaufwendig und kostspielig. Mit anderen Worten: Überschreiten Sie die Toleranzanforderungen für Ihr Produkt nicht über die Fertigungsmöglichkeiten Ihres Produktionsprozesses hinaus.

Beratung mit Ihrem Verarbeiter: Teilen Sie dem Verarbeiter zu Beginn des Projekts Ihre Design- und Toleranzanforderungen mit. Deren Erfahrung kann Ihnen dabei helfen, die besten Toleranzen für die Produktion zu erreichen, ohne die Konstruktion zu beeinträchtigen.

Planung des richtigen Biegeradius

Der Biegeradius ist einer der kritischen Faktoren, die die Festigkeit und Verwendbarkeit des Gehäuses bestimmen. Ein kleiner Radius kann zu Rissen, Verformung des Metalls oder Schwächung der Metalloberfläche führen. Andererseits führt eine zu große Biegung dazu, dass die Konstruktion weniger kompakt ist, und kann bei der Montage zu Problemen führen. Materialien reagieren unterschiedlich auf das Biegen - weichere Metalle wie Aluminium lassen sich in engeren Radien biegen als andere Materialien wie Edelstahl, die härter sind.

Dickere Bleche erfordern proportional größere Radien, um Spannungsbrüche zu vermeiden. Im Allgemeinen liegt der Mindestradius im Bereich des 1-2fachen der Materialstärke bei Aluminium und des 2-4fachen bei nichtrostendem Stahl. Der Biegeradius sollte richtig kalibriert werden, damit das Gehäuse strukturell solide ist und dennoch praktisch und machbar zu produzieren ist. Es ist ratsam, mit einem erfahrenen Verarbeiter zusammenzuarbeiten, um diese Werte fein abzustimmen und kostspielige Fehler zu vermeiden.

Geeignete Montagemethoden auswählen

Es gibt viele Möglichkeiten, Dinge zusammenzufügen, z. B. Nieten, Schrauben, Punktschweißen oder die Verwendung von Verriegelungslaschen. Es gibt nicht die eine beste Methode für jede Situation. Die Wahl sollte davon abhängen, was Sie konkret brauchen. Im Folgenden werden die gängigsten Montagemethoden und ihre wichtigsten Merkmale vorgestellt, damit Sie entscheiden können, welche Methode für Ihr Projekt am besten geeignet ist:

Berücksichtigung der Oberflächenbeschaffenheit für Leistung und Ästhetik

Eine gute Oberflächenbeschaffenheit erhöht die Leistung des Produkts und steigert auch seinen ästhetischen Wert. Wenn das Gehäuse korrosiven Stoffen ausgesetzt werden soll, ist es ratsam, eine haltbare Oberfläche wie eine Pulverbeschichtung, eine Verzinnung oder eine eloxierte Oberfläche zu verwenden. Bei weniger anspruchsvollen Anwendungen können Sie das Aussehen des Gehäuses individuell gestalten, indem Sie beispielsweise bestimmte Glanzgrade oder flache Platten wählen.

Sie wirkt sich auch auf funktionelle Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Wärmemanagement und elektromagnetische Abschirmung aus. Bei Gehäusen, die empfindliche elektrische Komponenten enthalten, sind antistatische oder besser isolierende Beschichtungen sehr nützlich. Sie sind das Tüpfelchen auf dem i, wenn es um die Funktionalität Ihres Blechgehäuses geht. Damit Sie eine bessere Entscheidung treffen können, haben wir einen umfassenden Leitfaden über die gängigen Arten der Oberflächenveredelung von Blechen zusammengestellt. Klicken Sie hier, um den Artikel zu lesen und Entscheidungen zu treffen, die Ihren spezifischen Bedürfnissen entsprechen.

Arbeiten mit TZR: Ein professioneller Hersteller für die Blechbearbeitung

TZR ist darauf spezialisiert, Ideen in präzise ausgearbeitete Realitäten zu verwandeln. Unabhängig davon, ob Sie detaillierte Zeichnungen oder nur eine Idee auf dem Papier haben, unser Team sorgt dafür, dass das Blechgehäuse von bester Qualität und Leistung ist. Wir verfügen über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Konstruktion und erkennen und lösen Konstruktionsprobleme, die zu höheren Kosten führen können.

Unsere Dienstleistungen umfassen Prototyping, Design for Manufacturing (DFM) und Fertigungsdienstleistungen. Von der Materialauswahl bis zur endgültigen Anpassung der Struktur arbeitet TZR während des gesamten Prozesses mit Ihnen zusammen. Mit Hilfe von Werkzeugen wie SolidWorks und CAD-Software sind wir in der Lage, mit hoher Genauigkeit und ohne jegliche Komplikationen zu arbeiten. Arbeiten Sie mit TZR zusammen, um langlebige, praktische und erschwingliche Gehäuse zu entwerfen und zu entwickeln, mit denen Sie Ihre Ideen verwirklichen können.

Abschließende Überlegungen zur Konstruktion von Blechgehäusen

Um ein effektives Blechgehäuse zu schaffen, muss man alle Schritte sehr gründlich durchdenken. Von der Wahl des richtigen Materials bis zur richtigen Dicke, von der Kontrolle der Abmessungen bis zur Kontrolle der Biegezugaben und der Oberflächenbeschaffenheit - all diese Gestaltungselemente tragen zur Leistung und Haltbarkeit des Gehäuses bei. Wenn Sie also das nächste Mal mit der Konstruktion eines Blechgehäuses betraut werden, sollten Sie die in diesem Leitfaden vorgestellten Richtlinien befolgen, damit Sie ein Produkt schaffen können, das nicht nur die Erwartungen erfüllt, sondern auch übertrifft.