3D-Druck Gehäuse

Entwicklung eines anwendungsspezifischen Gehäuses für eine Relaisplatine. Statt eines zugekauften Standardgehäuses mit manueller Nachbearbeitung entstand ein vollständig im 3D-Druck gefertigtes Bauteil mit integrierten Funktionen – inklusive Kundenlogo im Multimaterialdruck.

Herausforderung: Zugekauftes Standardgehäuse mit aufwändiger manueller Nachbearbeitung, hohen Stückkosten und langen Lieferzeiten

Lösung: Vollständig fertigungsgerecht ausgelegtes Eigendesign mit integrierten Funktionen und Multimaterialdruck

Ergebnis: Ca. 50 % geringere Stückkosten, keine Nachbearbeitung, sofort verfügbar, integriertes Branding und sichtbare Status-LEDs

Projektinfos

• Leistungen: Konzept, Konstruktion, CAD, Design for Manufacturing, 3D-Druck
• Bereich: Produktentwicklung · 3D-Druck · Gehäuseentwicklung
• Branche: Elektronik · Embedded Systems
• Projektart: Optimierung bestehender Lösung · Seriennahe Eigenfertigung

Ausgangssituation

Für den Einsatz einer Relaisplatine wurde bisher ein zugekauftes Standard-Elektronikgehäuse verwendet. Das verursachte mehrere Probleme: hohe Stückkosten, Lieferzeiten bei Nachbestellungen und vor allem zeitaufwändige manuelle Nachbearbeitung – Bohren der Befestigungslöcher, Einbringen von Kabeldurchführungen, Anbringen von Beschriftungen, Montage der Platine. Das Standardgehäuse passte funktional, aber nicht ideal zur Anwendung.

3D-Druck bot sich als Alternative an, weil sich Funktionen direkt in die Geometrie integrieren lassen, On-Demand statt auf Lager gefertigt werden kann und Designänderungen ohne Werkzeugkosten möglich sind.

Konstruktion & Umsetzung

Das Gehäuse wurde von Grund auf fertigungsgerecht für den 3D-Druck ausgelegt. Alle Funktionen, die zuvor manuell hinzugefügt werden mussten, sind direkt in der Druckgeometrie enthalten: Befestigungspunkte für die Platine mit exakten Abständen, Kabeldurchführungen in passender Position und Größe, Versteifungsstrukturen, Montagehilfen.

Die markanteste Lösung ist die Logo-Integration im Multimaterialdruck: Das Kundenlogo (hier: Graphos Berlin) wird nicht aufgedruckt oder aufgeklebt, sondern in einem zweiten Material direkt mit dem Gehäuse gedruckt. Im selben Vorgang entstehen transparente Bereiche im Deckel, durch die der Zustand der Status-LEDs auf der Platine von außen ablesbar ist – ohne das Gehäuse zu öffnen.

Das Bauteil ist nach dem Drucken direkt einsatzbereit, ohne Nachbearbeitung oder zusätzliche Montageschritte.

Ergebnis

• Reduktion der Stückkosten um ca. 50 % gegenüber dem zugekauften Gehäuse
• Wegfall der manuellen Nachbearbeitung pro Einheit
• Sofortige Verfügbarkeit ohne Lieferzeiten, reproduzierbar im Eigendruck
• Integriertes Branding ohne separaten Arbeitsschritt
• Funktional verbessert durch sichtbare Status-LEDs im Betrieb

Übertragbarkeit auf andere Projekte

Der Ansatz lässt sich auf viele Bereiche der 3D-Druck-Konstruktion übertragen, in denen heute mit Kompromissen aus Standardteilen gearbeitet wird:

• Funktionsintegration statt Nachbearbeitung – Bohrungen, Aussparungen, Kabelführungen, Befestigungspunkte und Beschriftungen direkt in die Druckgeometrie einbringen, statt sie nachträglich anzubringen.
• Anwendungsspezifische Gehäuse und Strukturbauteile – wenn Standardteile nicht passgenau sind, hohe Anpassungskosten verursachen oder lange Lieferzeiten haben.
• Branding und Beschriftung im Bauteil – Logos, Seriennummern oder Bedienelemente im Multimaterialdruck mitfertigen, ohne Aufkleber oder Lasergravur.
• On-Demand statt Lagerhaltung – reproduzierbare Bauteile bei Bedarf drucken, ohne Mindestbestellmengen oder Werkzeugkosten.
• Iterative Optimierung im Bestand – bestehende Produkte überarbeiten und durch additive Fertigung sowohl kostengünstiger als auch funktional besser machen.

3D-Druck wird besonders dann zur sinnvollen Wahl, wenn Stückzahlen, Anpassungstiefe oder Funktionsintegration den Einsatz herkömmlicher Standardteile unwirtschaftlich oder funktional unzureichend machen.