Industrie

Folientastatur und Kunststoffgehäuse als Einheit – wann sich eine kundenspezifische Lösung lohnt

Folientastaturen bieten große Freiheiten bei der Gestaltung industrieller Bedieneinheiten. Tastenanordnung, Symbole, Farben, Bedienfunktionen, Prägungen, transparente Bereiche oder die Integration von LEDs können gezielt auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. So entsteht eine Bedienoberfläche, die sowohl funktional als auch gestalterisch individuell auf das Produkt zugeschnitten ist.

Doch wie konsequent ist eine kundenspezifische Bedienoberfläche, wenn das darunterliegende Gehäuse aus einem Standardprogramm stammt?

Bei der Entwicklung einer Bedieneinheit stellt sich daher häufig die Frage: Soll die individuell entwickelte Folientastatur mit einem Standardgehäuse kombiniert werden – oder lohnt es sich, auch das Kunststoffgehäuse auf die Anwendung abzustimmen und beide Komponenten als Einheit zu entwickeln?

Für Prototypen, Kleinserien und Anwendungen mit überschaubaren Anforderungen kann ein Standardgehäuse eine sinnvolle Wahl sein. Es ist kurzfristig verfügbar, verursacht keine individuellen Werkzeugkosten und lässt sich mit einer kundenspezifischen Folientastatur zu einer funktionalen Bedieneinheit kombinieren.

Was für den Einstieg optimal ist, muss jedoch nicht zwangsläufig die beste Lösung für das spätere Serienprodukt sein. Mit steigenden Anforderungen an Ergonomie, Bauraum, Design, Funktionalität und Stückzahl gewinnt die gemeinsame Entwicklung von Folientastatur und Gehäuse an Bedeutung.

Werden beide Komponenten von Beginn an als kundenspezifische Gesamtlösung betrachtet, können Bedienoberfläche, Gehäusegeometrie, Elektronik und mechanische Funktionen gezielt aufeinander abgestimmt werden. So entsteht eine Bedieneinheit, die technisch, wirtschaftlich und gestalterisch auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten ist.

Standardgehäuse – schnell verfügbar, aber konstruktiv vorgegeben

Der große Vorteil eines Standardgehäuses liegt auf der Hand: Die grundlegende Konstruktion existiert bereits. Abmessungen und Material stehen fest, Werkzeuge sind vorhanden und die Anfangsinvestition bleibt vergleichsweise gering.

Gleichzeitig sind damit jedoch auch wesentliche Rahmenbedingungen vorgegeben.

Die Elektronik muss in den verfügbaren Bauraum passen, Befestigungspunkte richten sich nach der bestehenden Konstruktion und für Displays, Steckverbinder oder Kabeldurchführungen können nachträgliche Bearbeitungen erforderlich sein. Auch Größe und Gestaltung der Folientastatur orientieren sich an der vorhandenen Bedienfläche.

Das ist nicht grundsätzlich problematisch. Bei vielen Projekten ist dieser Kompromiss vollkommen akzeptabel.

Interessant wird eine kundenspezifische Lösung insbesondere dann, wenn immer mehr Anpassungen erforderlich werden oder das Produkt bewusst auf seine Anwendung zugeschnitten werden soll.

Der wesentliche Unterschied lässt sich einfach zusammenfassen:

Beim Standardgehäuse wird die Anwendung an ein vorhandenes Produkt angepasst. Beim kundenspezifischen Gehäuse wird das Produkt für die Anwendung entwickelt.

Folientastatur und Kunststoffgehäuse gemeinsam entwickeln

Werden Folientastatur und Kunststoffgehäuse gemeinsam entwickelt, entstehen deutlich größere konstruktive Freiheiten.

Abmessungen und Gehäusegeometrie können sich am tatsächlich benötigten Bauraum orientieren. Tasten, Displays, LEDs und weitere Bedienelemente lassen sich nach ergonomischen und funktionalen Gesichtspunkten positionieren.

Auch die Schnittstelle zwischen Folientastatur und Gehäuse kann gezielt ausgelegt werden. Klebeflächen, Radien, Ausschnitte und Toleranzen werden aufeinander abgestimmt, statt nachträglich an eine bestehende Geometrie angepasst zu werden.

Gleichzeitig können verschiedene Funktionen direkt in das Kunststoffgehäuse integriert werden, beispielsweise:

  • Befestigungsdome für Leiterplatten
  • Führungen und Positionierhilfen
  • Aufnahmen für Displays
  • Kabel- und Steckverbinderführungen
  • Schnapp- und Befestigungselemente
  • Dichtflächen und konstruktive Elemente für das Dichtkonzept

Dadurch können zusätzliche Halterungen, Adapter oder Montageschritte entfallen. Aus einer Folientastatur auf einem Gehäuse wird eine konstruktiv aufeinander abgestimmte Bedieneinheit.

Ein individuelles Produkt sollte auch individuell aussehen

Neben den konstruktiven Vorteilen spielt die Differenzierung des eigenen Produktes eine wichtige Rolle.

Eine Folientastatur bietet bereits zahlreiche Möglichkeiten zur individuellen Gestaltung. Farben, Symbole, Logos, Tastenprägungen, transparente Bereiche und unterschiedliche Oberflächen können an das Corporate Design des Herstellers angepasst werden.

Bei einem Standardgehäuse bleibt jedoch die grundlegende Form vorgegeben. Das gleiche oder ein sehr ähnliches Gehäuse kann auch bei Produkten anderer Hersteller zum Einsatz kommen.

Gerade bei einem eigenentwickelten Gerät stellt sich deshalb die Frage, ob nicht auch die äußere Gestaltung Teil der Produktentwicklung sein sollte.

Mit einem kundenspezifischen Kunststoffgehäuse lassen sich Form, Proportionen, Radien, Farben und Oberflächen gezielt auf die Anwendung und das gewünschte Erscheinungsbild abstimmen. Folientastatur und Gehäuse können so eine gestalterische Einheit bilden.

Das schafft nicht nur ein individuelles Design, sondern kann auch den Wiedererkennungswert einzelner Geräte oder einer ganzen Produktfamilie erhöhen.

Wer ein eigenständiges Produkt am Markt positionieren möchte, kann daher neben der Technik auch die sichtbare Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine gezielt individualisieren.

Dichtigkeit und Materialauswahl profitieren von der Gesamtbetrachtung

Bei industriellen Bedieneinheiten kommen häufig zusätzliche Anforderungen hinzu. Dazu gehören beispielsweise Staub, Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen, UV-Strahlung oder der Kontakt mit Reinigungsmitteln und anderen Medien.

Bei einer kundenspezifischen Entwicklung können Materialauswahl und konstruktiver Aufbau gezielt auf diese Bedingungen abgestimmt werden. Das betrifft sowohl das Kunststoffmaterial des Gehäuses als auch Folien, Klebstoffsysteme und weitere Bestandteile der Folientastatur.

Auch ein erforderliches Dichtkonzept lässt sich frühzeitig berücksichtigen. Wird eine bestimmte IP-Schutzart gefordert, muss letztlich die fertig montierte Bedieneinheit entsprechend ausgelegt und geprüft werden.

Die gemeinsame Betrachtung von Gehäuse und Bedienoberfläche kann daher insbesondere bei anspruchsvollen industriellen Einsatzbedingungen Vorteile bieten.

Wann lohnt sich ein kundenspezifisches Kunststoffgehäuse?

Gegen eine individuelle Lösung sprechen auf den ersten Blick vor allem die einmaligen Entwicklungskosten und die Investition in ein eigenes Spritzgusswerkzeug.

Eine häufig gestellte Frage lautet deshalb:

„Ab welcher Stückzahl lohnt sich ein kundenspezifisches Kunststoffgehäuse?“

Eine allgemeingültige Grenze gibt es nicht. Entscheidend ist vielmehr die technische und wirtschaftliche Gesamtbetrachtung.

Bei einem Standardgehäuse können neben dem eigentlichen Kaufpreis zusätzliche Kosten für mechanische Bearbeitung, Ausschnitte, Halterungen, Adapter, Befestigungselemente und Montage entstehen. Diese Kosten fallen mit jeder produzierten Einheit erneut an.

Beim kundenspezifischen Gehäuse steht dagegen zunächst die einmalige Investition in Entwicklung und Werkzeug. Dafür können viele benötigte Funktionen bereits konstruktiv in das Bauteil integriert werden.

Mit steigender Stückzahl verteilen sich die Werkzeugkosten auf mehr Einheiten. Gleichzeitig können eine reduzierte Nachbearbeitung, weniger Einzelteile und eine vereinfachte Montage die Stückkosten positiv beeinflussen.

Für einen sinnvollen Vergleich sollten deshalb nicht ausschließlich die Preise der beiden Gehäuse gegenübergestellt werden. Relevant sind vielmehr die Gesamtkosten der fertigen Bedieneinheit über die geplante Produktlaufzeit.

Je nach Bauteil, konstruktivem Aufwand und erforderlicher Nachbearbeitung kann sich deshalb bereits bei mittleren Stückzahlen ein technischer und wirtschaftlicher Vergleich zwischen Standardgehäuse und kundenspezifischer Lösung lohnen.

Nach den Erfahrungen von N&H Technology kann es bereits ab einer Größenordnung von etwa 500 Stück sinnvoll sein, beide Varianten technisch und wirtschaftlich gegenüberzustellen. Die tatsächliche Wirtschaftlichkeit ist jedoch immer vom jeweiligen Projekt und seinen Anforderungen abhängig.

Standard in der Entwicklung – kundenspezifisch in der Serie?

Die Entscheidung muss nicht zwingend bereits zu Beginn eines Projektes endgültig getroffen werden.

Ein Standardgehäuse kann beispielsweise eine gute Möglichkeit sein, schnell erste Prototypen oder Funktionsmuster aufzubauen. Bedienkonzept, Elektronik und grundlegende Funktionen lassen sich damit testen, ohne bereits in ein Serienwerkzeug investieren zu müssen.

Sind Produktanforderungen und geplante Stückzahlen anschließend definiert, kann für die Serie geprüft werden, ob eine kundenspezifische Lösung technisch und wirtschaftlich sinnvoller ist.

Damit lassen sich die Vorteile beider Ansätze verbinden: schnelle und flexible Entwicklung mit Standardkomponenten und gezielte Optimierung für das spätere Serienprodukt.

N&H Technology unterstützt Unternehmen bei der Entwicklung und Fertigung kundenspezifischer Folientastaturen, Kunststoffgehäuse und kompletter HMI-Bedieneinheiten.

Im Mittelpunkt steht die Entwicklung einer Lösung, die auf die jeweilige Anwendung abgestimmt ist. Gehäuse, Folientastatur und weitere Komponenten werden dabei nicht ausschließlich als einzelne Bauteile betrachtet, sondern bereits während der Entwicklung konstruktiv aufeinander abgestimmt.

So können Abmessungen und Gehäusegeometrie, Bedienoberfläche, Befestigungspunkte, Displays, Schnittstellen und weitere funktionale Elemente von Beginn an in ein gemeinsames Konzept einfließen. Gleichzeitig werden Materialauswahl, Fertigbarkeit, Montage, Design und die geplanten Stückzahlen berücksichtigt.

Ein Vorteil liegt in der Verbindung unterschiedlicher Fertigungstechnologien: N&H Technology kann sowohl kundenspezifische Folientastaturen als auch individuell entwickelte Kunststoffgehäuse realisieren und beide Komponenten zu einer abgestimmten Bedieneinheit zusammenführen.

Auf Wunsch entsteht daraus eine fertigungsoptimierte Gesamtlösung aus einer Hand von der technischen Ausarbeitung über Prototypen und Werkzeugbau bis hin zu Serienfertigung und Baugruppenmontage.

Ziel ist eine Bedieneinheit, die technisch zuverlässig funktioniert, wirtschaftlich gefertigt werden kann und dem Endprodukt ein eigenständiges Erscheinungsbild verleiht.

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Glossar:

  • Folientastaturen
  • Kunststoffgehäuse
  • Spritzguss/Spritzgussteile
  • HMI/Bedieneinheiten
  • IP-Schutzart

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