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Hartmuth Schmidt
EMV-Schutz für Kunststoffgehäuse
Lichtbogen-Spritztechnik bringt kostengünstigen EMV-Schutz
Das Metallisieren von kleinen bis sehr großen Kunststoffgehäusen wird jetzt mit einer vollautomatischen,
robotergestützten Beschichtungsanlage kostengünstig möglich. Bei dem neuen Verfahren wird basierend auf der
Lichtbogen-Spritztechnik Zink als Beschichtungsmetall eingesetzt.
Dieses neuartige Verfahren bietet zahlreiche Vorteile. Es
können uneingeschränkt alle heute üblicherweise eingesetzten
Kunststoffe verwendet bzw. beibehalten werden.
Die aufgebrachte Zinkschicht ist extrem robust und
bietet ausgezeichnete Dämpfungswerte. Das Spektrum
der möglichen Anwendungen reicht von Cent-großen
Teilen, über Handyschalen und Monitorgehäuse bis hin
zu Fahrgastkabinen. Der hohe Flexibilitätsgrad der automatisch
arbeitenden Anlage erlaubt auch das Einbringen
von Prototypen und Kleinserien ohne signifikante
Produktivitätseinbuße.
Warum EMV-Schutz?
Damit elektronische Baugruppen und Geräte störungsfrei
funktionieren können, ist ein EMV-Schutz unerlässlich.
Im einfachsten Fall ist dabei die elektronische
Einheit in ein Metallgehäuse eingebettet. Das Metallgehäuse
verhindert sowohl das Ausstrahlen von elektromagnetischen
Wellen als auch das Einstrahlen, welches
zur Funktionsstörung führen könnte. Aus unterschiedlichsten
Gründen wird bei vielen Geräten aber kein Metallgehäuse
eingesetzt, sondern ein Kunststoffkörper.
Kunststoffspritzgießteile lassen sich kostengünstig und
in beliebigem Design herstellen. Sie können allerdings
nach klassisch hergestellter Produktionstechnik keinen
EMV-Schutz leisten, da der isolierende Kunststoffkörper
keine elektrische Störstrahlung ableiten kann.
Um Kunststoffkörper in einen elektrisch leitfähigen Zustand
zu versetzen, gibt es bekannte Verfahren, die allerdings
alle mit Nachteilen behaftet sind. Am weitesten
verbreitet ist das Galvanisieren von Kunststoffkörpern.
Das wohl bekannteste Verfahren setzt allerdings den
Einsatz von ABS als Kunststoffmaterial voraus. Die im
ABS eingelagerten kugelförmigen Elastomere müssen
zunächst chemisch herausgeätzt werden, um die Oberfläche
des Kunststoffkörpers aufzurauen. Erst danach kann
eine ausreichende Verzahnung und Haftfestigkeit mit
der später galvanotechnisch aufgebrachten Metallschicht
erreicht werden.
Maskierungen zur partiellen Beschichtung sind recht
aufwändig. Metallschutzlacke „Primer“ sind wenig robust
und wenig verbreitet, ebenso wie der Einsatz von
speziellem Kunststoffgranulat mit eingelagerten, elektrisch
leitenden Fasern.
Neben den technischen Einschränkungen führen alle genannten
Beschichtungstechniken zu einer signifikanten
Erhöhung der Stückkosten.
Vorteile des Einsatzes von Zink
im Lichtbogen-Spritzverfahren
Zink besitzt eine hohe elektrische Leitfähigkeit verbunden
mit sehr geringen Materialkosten. Diese vorteilhafte
Eigenschaftskombination nutzt das neue Verfahren.
Zwei kontinuierlich an die Spitze einer Spritzpistole vorgeschobene
Zinkdrähte zerfließen dort unter der Hitze
eines Lichtbogens, den sie selbst initiieren. Mit Hilfe
eines Luftdruckstrahls wird das verflüssigte Zink, ähnlich
wie beim Lackieren, auf den Kunststoffkörper aufgebracht.
Um eine gute Haftfestigkeit zu erzielen, muss die
Kunststoffoberfläche allerdings zuvor aktiviert werden.
Dieser Schritt ist äußerst wichtig und demonstriert das
harting-Know-how.
Verfahren
Zur Aktivierung wird die Kunststoffoberfläche gezielt
mit Partikeln beschossen. Einstrahlwinkel, Partikelgrö-
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