Das visuelle Erscheinungsbild des Endproduktes spielte bisher im Gesamtkonstrukt eher eine untergeordnete Rolle. Der Qualitätsanspruch der Anwender hat sich allerdings in der heutigen Zeit spürbar verändert. Getreu dem Motto „Das Auge isst mit“ rückt mehr denn je, auch für industriell gefertigte Artikel, die Optik des Endproduktes in den Vordergrund. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn ein Produkt hochwertige Lichtlösungen enthält, die es hervorzuheben gilt.

Die Firma Fischer Elektronik ist Hersteller von elektromechanischen Komponenten aus den Produktbereichen des thermischen Managements und der Gehäusetechnik. Das Unternehmen fertig vielfältige Kühlkörper- und Gehäuselösungen mittels unterschiedlicher CNC-gesteuerter Maschinen als Standardprodukte, kann diese aber auch nach kundenspezifischen Zeichnungsvorgaben anpassen. Eine Vielzahl von Anwendungen und Einsatzumgebungen der Anwender erlaubt eine mechanische Produktbearbeitung nach industriellem Standard, bei dem zum Beispiel Bearbeitungsspuren, Fräsverläufe oder im Blechbereich auch Nibbelkanten, sichtbar sein dürfen.

Bild 1: Verschiedene Oberflächenbearbeitungen heben den qualitativen Gesamteindruck des Endproduktes deutlich hervor.

Bild 1: Verschiedene Oberflächenbearbeitungen heben den qualitativen Gesamteindruck des Endproduktes deutlich hervor. Fischer Elektronik

Beispielhaft lässt sich das voran geschriebene an einem einfachen Strangkühlkörper mit schwarz eloxierter Oberflächenbeschichtung beschreiben. Für den Prozess der Oberflächenbeschichtung beziehungsweise des Eloxierens benötigt der Kühlkörper für den Stromfluss Klammerstellen als Kontaktstellen. Diese Klammerstellen spiegeln sich nach Beendigung des Beschichtungsvorgangs als aluminiumblanke Kontaktstellen wieder. Die Kontaktstellen sind je nach Größe und Gewicht des Kühlkörpers mehr oder weniger sichtbar, was die Kunden in früheren Tagen nicht interessiert hat, da stets die technische Funktion vorrangig zählte. Die technische Funktion ist natürlich auch mit den blanken Klammerstellen gegeben, nur assoziiert heutzutage der Anwender einen schlecht aussehenden Kühlkörper, verbaut mit einer hochwertigen Elektronik, mit einem Endprodukt von schlechter Qualität. Somit ist neben den technischen Erfordernissen oftmals auch die Optik des Endproduktes entscheidend für die Vermarktung und den daraus resultierenden Verkaufserfolg. Bei vielen technischen Gebrauchsgütern finden bereits elektromechanische Komponenten mit einer sehr hohen Bearbeitungsqualität ihren Einsatz.

Qualitätsstandards etablieren

Eck-daten

In den letzten Jahren hat sich das Kaufverhalten der Endverbraucher industrieller Güter grundlegend verändert. Reichte es früher für die Hersteller noch aus, sehr gute Qualität zu produzieren, rückt heute auch die äußere Verpackung der Produkte immer stärker in den Fokus. Um den Anwenderbedürfnissen hier gerecht zu werden, hat Fischer Elektronik Qualitätsstandards etabliert, die zwischen Industrie-, Sicht- und Dekorteil unterscheiden. Insbesondere bei der Produktion von Dekorteilen kommen spezielle Fertigungswerkzeuge und -maschinen, Materiallieferanten sowie Verpackungsmaterialien für den internen und externen Transport zum Einsatz.

Vor jeder Bearbeitung eines Auftrages ist es empfehlenswert, sich mit der gewünschten Qualität des Endproduktes zu beschäftigen, vor allem dann, wenn mehr als die übliche Industriequalität gefordert ist. Die Literatur führt die Bedeutung des Begriffs Qualität vielfach unterschiedlich aus, wobei allerdings alle Ausführungen das gleiche Ziel verfolgen. Als Resümee lässt sich festhalten, dass Qualität als Grad der Übereinstimmung zwischen den Ansprüchen beziehungsweise den Erwartungen an ein Produkt und dessen Eigenschaften zu sehen ist. Zur Vereinfachung der Qualitätsbewertung besteht die Möglichkeit, unter anderem einen Soll-Ist-Vergleich anzufertigen. Somit müssen alle Merkmale eines Produktes den Anforderungen, welche zum Beispiel in einem Lastenheft (Anforderungskatalog) festgelegt sind, entsprechen. Jegliche Abweichung des vorher festgelegten Solls bedeutet eine Nichterfüllung dessen und führt unweigerlich zu einem Fehler beziehungsweise einem fehlerhaften Endprodukt.

Damit solche Abweichungen bei der Bearbeitung von Kundenaufträgen nicht passieren, hat Fischer Elektronik die Qualitätsstandards „Industrie-, Sicht- und Dekorteil“ etabliert und definiert. Äußert der Auftaggeber keinerlei Ansprüche an die Oberfläche des Endproduktes, so ist die Rede von einem Industrieteil und die mechanische Bearbeitung erfolgt gemäß Definition nach dem eingangs beschriebenen industriellen Standard. In Folge dessen entsprechen Bearbeitungsspuren und Kontaktstellen für das farbliche Eloxal dem zulässigen Industriestandard. Die Festlegung auf der Fertigungszeichnung von bestimmten Sichtflächenbereichen ist bei einem Sichtteil erforderlich. Hiermit beschreibt der Auftraggeber, welche Flächen des Endproduktes im späteren Einsatz sichtbar sind und keine Beschädigungen wie zum Beispiel Verformungen, Kratzer, Riefen oder Fräs- und Sägespuren, aber auch keine blanken Klammerstellen vom Eloxieren aufweisen dürfen. Der Dekorteilanspruch ist ähnlich wie bei einem Sichtteil zu bewerten, nur das zum Erreichen eines dekorativen Aussehens die Oberflächenbeschaffenheit des Basismaterials eine besondere Behandlung erfordert. Jegliche Fehlerbilder, welche das Gesamterscheinungsbild des Endproduktes beeinflussen, sind bei einem Dekorteil in keinerlei Hinsicht zulässig. Bei der Produktion von Dekorteilen kommen spezielle Fertigungswerkzeuge und -maschinen, Materiallieferanten sowie Verpackungsmaterialien für den internen und externen Transport zum Einsatz.

Die Definitionen in die Fertigung implementieren

Bild 2: Kühlkörper für einen High-End Verstärker der Firma ASR Audio vermitteln nicht nur äußerlich Präzision und Qualität.

Bild 2: Kühlkörper für einen High-End-Verstärker der Firma ASR Audio vermitteln nicht nur äußerlich Präzision und Qualität. Fischer Elektronik

Wünscht der Anwender einen Artikel in Sicht- oder Dekorteilqualität, ist es zwingend erforderlich, sich im Vorfeld über die gewünschte Qualität zu unterhalten, da die Qualitätsansprüche sowie das Qualitätsdenken zwischen dem Auftraggeber und dem Lieferanten oftmals nicht kongruent ausfallen. Hierbei gilt, die Positionen der gewünschten Sichtflächen, Machbarkeiten und Fertigungsmöglichkeiten zu besprechen und genau zu spezifizieren. Nach durchgeführter Machbarkeitsanalyse ist es ebenfalls erforderlich, sämtliche Anforderungen in punkto erforderlicher Toleranzen, Oberflächenansprüche und -bearbeitungen, dem internen Handling während der Produktion sowie auch der verwendeten Verpackungsmaterialien, in den Arbeitspapieren mit dazugehöriger Fertigungszeichnung aufzuführen. Des Weiteren ist es unabdingbar, in einer Projektbesprechung vor dem Produktionsprozess die zur Herstellung des Produktes beteiligten Mitarbeiter abzuholen und diese über die kundenseitig geforderten Ansprüche zu informieren.

Nach Klärung und Festlegung der geforderten Qualitätsansprüche sowie einhergehender Machbarkeitsanalyse und Fertigungsstrategie ist für das Endprodukt ein in Frage kommendes Material inklusive dem dazugehörigen Lieferanten festzulegen. Bei vielen anspruchsvollen Applikationen wie zum Beispiel Frontplatten, Gehäuse oder Kühlkörper (Bild 1) kommen vorzugsweise Aluminiumlegierungen zum Einsatz. Die Qualität und Reinheit des Aluminiums ist allerdings nicht immer identisch, weshalb auch geeignete Lieferanten für eine hochwertige Legierung auszusuchen und zu bestimmen sind. Im Anschluss daran erfolgt eine Beizprobe zur Überprüfung des Aluminiummaterials. Leider machen sich minderwertige Aluminiumlegierungen immer erst bemerkbar, wenn das Teil produziert und eine weitere Oberflächenbehandlung erfolgt ist. Nach dem Eloxieren zum Beispiel verursachen qualitativ schlechte Legierungen beziehungsweise die Verunreinigungen im Material eine starke Fleckenbildung. Diese Erscheinung ist natürlich für eine Dekorteilqualität nicht zulässig, wodurch ebenfalls die gesamte Wertschöpfung verloren geht. Aluminium bleibt allerdings für viele Anwendungen im Sicht- und Dekorteilbereich das Mittel der Wahl. Es ist aufgrund seiner sehr geringen Dichte als Leichtmetall klassifiziert. Darüber hinaus zeichnet sich das Material durch seine extreme Stabilität, eine hochwertige Anmutung und sehr gute thermische Eigenschaften mit guten Bearbeitungs- und Gestaltungsmöglichkeiten aus. Als Fazit bleibt bei der Beschaffung von Materialien für Sicht- und Dekorteile festzuhalten, dass grundsätzlich die Informationen an den Lieferanten weiterzugeben sind, damit die Werkstoffe im Endstadium letztendlich in hochwertigen Produkten ihre Anwendung finden. Auch benötigen die bestellten Materialien eine besondere Umverpackung und Kennzeichnung, die dabei helfen, eine Beschädigung während des Transportes auszuschließen.

Die Oberflächenbehandlung

Bild 3: Car-Hifi von Audiotec Fischer auf Basis kundenspezifisch bearbeiteter Strangprofile.

Bild 3: Car-Hifi von Audiotec Fischer auf Basis kundenspezifisch bearbeiteter Strangprofile. Fischer Elektronik

Herstellungsbedingte Spuren oder auch Streifen auf der Endoberfläche treten oftmals bei der Verwendung von Aluminiumkühlkörpern (Bild 2) und -frontplatten auf. Der Prozess des Strangpressens oder Walzens von Aluminiumlegierungen verursacht diese und sie sind ebenso unvermeidlich wie zum Beispiel Bearbeitungspuren durch ein Fräswerkzeug. Zur Kaschierung dieser Abzeichnungen ist es nötig, die Komponenten durch eine nachträgliche Oberflächenbearbeitung zu entfernen. Die mechanische Vorbehandlung des Aluminiummaterials kann zum Beispiel durch Schleifen in definierten Korngrößen erfolgen. Geschliffene Oberflächen erzeugen je nach Korngröße des Schleifbandes eine feine bis grobe Oberflächenstruktur. Eine weitere Möglichkeit der Vorbehandlung ist durch verschiedenartige Strahlmöglichkeiten beziehungsweise Strahlmittel gegeben. Veredelte Oberflächen durch Strahlmittel wie Sand, Stahl, Glas, Keramik, Edelstahl, Korund und Kunststoff ergeben eine visuell raue bis feine Struktur. Ähnlich wie beim Schleifen ist die Haptik der gestrahlten Endoberfläche abhängig von den Korngrößen und -formen des eingesetzten Strahlmittels. Sowohl eine Vorbehandlung durch Schleifen und Strahlen eignet sich für die zu eloxierenden Komponenten, aber auch für galvanisch erzeugte Oberflächen wie Nickel, Chrom und Gold.

Die Umsetzung von Sicht- und Dekorteilen sowie der damit verbundene Qualitätsanspruch der Kunden sind zunehmend gefragt und gefordert. Es besteht die Herausforderung, durch mechanische Bearbeitungen und Oberflächenbehandlungen sämtliche Bedürfnisse des Auftraggebers umzusetzen. Präzise Durchbrüche und Fräsbearbeitungen jeglicher Art für Anschlüsse, Anzeige- und Bedienelemente sind die Schnittstelle zur Funktion der eingebauten Elektronik. Bestmögliche Bearbeitungsqualität und Passgenauigkeit zur Position der innenliegenden Elektronikbauteile (Bild 3) sind wichtige Kriterien, die durch Verwendung von CNC-Bearbeitungszentren und Automaten erreichbar sind.