Kostenoptimierung Serienprodukte

CD-Radio: Reduzierter Lagenaufbau - verbessertes Störverhalten

GED Service: Kostenoptimierung von Serienprodukten

Innovation sichert verbesserte Leistung bei reduzierten Gesamtkosten

GED optimiert Serienprodukte in einem eigenen Prüfungs- und Innovationsprozess. Das Geheimnis der erfolgreichen Optimierung ist es, die Gesamtkosten des Produkts oder Systems zu betrachten – nicht nur den isolierten Leiterplattenpreis. Interdisziplinäres Arbeiten und branchenübergreifende Erfahrung in unterschiedlichen Fertigungstechnologien sichern den dafür notwendigen Technologietransfer.


Im Rahmen des Optimierungsprozesses berücksichtigen wir zum Beispiel Faktoren wie

  • die Einsparung von Bauteilen (Steckern),
  • eine Reduzierung des Fertigungsaufwandes (Bestückung, Montage, Verdrahtung oder Lötung),
  • vereinfachte Testmöglichkeiten,
  • die Reduzierung der Gehäusegröße (und Gehäusekosten),
  • eine höhere Zuverlässigkeit der Verbindung,
  • weitere elektrische Vorteile (Schirmung, EMV),
  • eine erhöhte Servicefreundlichkeit

und die damit verbundenen Möglichkeiten, Kosten zu reduzieren und die Funktionalität zu verbessern.

Unsere erfahrenen Entwickler und Designer achten darauf, die mechanischen und elektrischen Anforderungen in Einklang zu bringen mit den verfügbaren Materialien, Herstellungsmethoden, Anforderungen an die Zuverlässigkeit – und das zu geringstmöglichen, optimalen Systemkosten.

Hier einige Beispiele:

Industrieelektronik – Leiterplattentechnologie
Kosteneinsparung von mehr als 40 Prozent

Multilayer aus modifiziertem Dünnlaminat

In enger Zusammenarbeit mit Laminat- und Leiterplattenherstellern entwickelte GED eine neue Leiterplattentechnologie. Die starr-flexiblen Multilayer aus modifiziertem Dünnlaminat sparen Steckverbindungen und Verdrahtungen – und damit Raum und Kosten.


Beispiel Computertechnik – MCM-Modul
Deutliche Qualitätsverbesserung, Stückpreis um 40 Prozent gesenkt

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Ein Schaltungsteil eines Computerboards (Interface) reagierte sehr kritisch auf Bauteiltoleranzen und Temperaturschwankungen. Die Lösung: Modularisierung wiederkehrender Schaltungsgruppen in einem MCM-Modul auf einem keramischen Hybridträger. Eine Änderung der eigentlichen Schaltungslogik war nicht nötig.


Automobilbranche – EMV
Qualitätsverbesserung, jährliche Kostenersparnis: Über 1,2 Million Euro

CD-Radio: Reduzierter Lagenaufbau - verbessertes Störverhalten

Bei gleicher Größe der Leiterplatte konnte GED den Lagenaufbau für eine Klimaautomatik von vier auf zwei Lagen reduzieren. Dafür erforderlich: ein einmalig erneuertes Leiterplattendesign. Gleichzeitig verbesserte sich das Störverhalten um 10 dB unter der Norm.


Medizintechnik – Miniaturisierung
Qualitätsverbesserung, Kosteneinsparung pro Gerät: Mehr als 22.000 Euro

Medizintechnik: FPGA statt Kabel

Ein neues Röntgenverfahren erfordert einen Verbindungsaufbau mit zwei 19-Zoll-Baugruppenträgern mit 28 Europakarten – jede Karte mit 210-poligem Chip und Netzteil –, mehreren Kabelbäumen und insgesamt über 2.000 Leitungen. Durch Einsatz eines FPGA und einer neuen Leiterplattentechnologie entfallen alle Kabel und Baugruppenträger.


Unsere kostenorientierte Betrachtungsweise – kombiniert mit der Erfahrung eines hochmotivierten Expertenteams – eröffnet unseren Kunden die Möglichkeit, schnell und kostengünstig selbst schwierigste Aufgaben optimal zu lösen.

SMD-Clips

Einfache und sichere Kabelbefestigung auf Leiterplatten

Schlecht gelöste Kabelführungen und Befestigungen in Geräten sind potenzielle Fehlerquellen und haben sogar Einfluss auf die EMV-Eigenschaften. Eine neue Befestigungsmethode für Kabel oder Flexleitungen ist ein Clip, der im SMD-Prozess mit bestückt wird.


Verkabelung und Montage sorgen für zuverlässige Funktion

Auch die zuverlässige Umsetzung der Verkabelung und Montage der Leiterplatte spielt eine sehr wichtige Rolle im Gesamtkonzept des elektronischen Gerätes. Bei mobilen Geräten oder harten Umgebungsbedingungen müssen oft aufwendige und teure Vorkehrungen für die Montagetechnik getroffen werden. Lose Kabel scheuern sich schnell durch, umherschlagende Kabel im Gehäuse verursachen Schäden an anderen Bauteilen. Auch andere Fehler – wie EMV-Probleme – können entstehen, wenn z. B. Kabel undefiniert über Bereiche der Leiterplatte geführt werden.

Eine neue Lösung bieten die Metallclips von Harwin, die im SMD-Prozess mit bestückt und gelötet werden können.  Die Clips sind gurtverpackt und automatisch bestückbar: Das reduziert Produktionskosten und Produktionszeit. So werden die Kabel sicher und geordnet auf der Leiterplatte geführt. Derzeit sind fünf unterschiedliche Varianten verfügbar. Je nach Type lassen sich mehrere Drähte und Kabel von 1 bis 3 mm Durchmesser im Clip fixieren. Auch Flexleiterplattenkabel lassen sich damit befestigen.

Beim Einsatz von Koaxialkabeln können über die Clips zusätzliche Masseverbindungen geschaffen werden.


GED verwendet die SMD-Clips als optimale und kostengünstige Methode, die Montage in den Kundengeräten zu verbessern. GED bietet Unterstützung von der Beratung bis zum fertigungsgerechten Design in der Serienproduktion.

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Mechanik-Integration

Kostensenkung und Prozesssicherheit: Leiterplatten mit integrierten mechanischen Funktionen

Leiterplatte mit mechanischer Funktion
Leiterplatte mit mechanischer Funktion

Dank neuer Bauteile und Verfahren lassen sich mechanische Teile direkt in die Leiterplatte integrieren. Jetzt sind auch abgewinkelte Gewindeteile für 90-Grad-Montage verfügbar.

Gewindeträger für bestückte Leiterplatten zur Befestigung in Gehäusen müssen in der Regel in einem separaten Arbeitsgang angebracht werden. Neue Gewindebuchsen in gegurteter Ausführung hingegen lassen sich automatisch zuführen, das heißt: Die Leiterplatte bleibt in der Fertigungslinie und wird komplett bestückt. Die Muttern beziehungsweise Abstandsbuchsen werden aus dem Blistergurt des SMT-Automaten entnommen, auf den Kontaktflächen (Pad) der Leiterplatte abgelegt und verlötet.


Vorteile:

  • Kein externer Arbeitsgang notwendig

    Gewinde und Kontakteinpressteile
    Gewinde und Kontakteinpressteile
  • Niedrigere Arbeitskosten
  • Die Leiterplatten werden nicht beschädigt
  • Prozesssicherheit

Die Muttern gibt es in Gewindegrößen von M2 bis M5. Die Abstandsbuchsen in gegurteter Ausführung sind in den Durchmessern M3 bzw. 3,6 und 4,2 mm sowie Längen von 3 bis 14 mm erhältlich.

Auch die Kontakteinpressteile für Gewindestifte und Buchsen von M4 bis M8 lassen sich automatisch bestücken. Ein CNC-gesteuerter Einpressautomat setzt die Serienteile ein. Die Kontaktstellen sind als sehr zuverlässig einzustufen und finden zum Beispiel in der Luftfahrt Anwendung.

Sonderlösungen, Tiefenfräsungen, Einbetten

Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe von interessanten Sonderlösungen, um mechanische Funktionen direkt – und ohne zusätzliche Bauteile – mit der Leiterplatte zu realisieren. Ein Beispiel ist das Feingewinde in dicken Leiterplatten, andere sind Kontaktzungen oder Laschen innerhalb der Leiterplattenkontur.

Produzierbar sind auch Tiefenfräsungen oder das Einbetten kompletter Bauteile in die Leiterplatte. GED kann mechanische Daten direkt in die E-CAD Systeme übernehmen. Auch die Ausgabe mechanischer Daten in Standardformaten wie dxf oder idf kann geliefert werden, ebenso CATIA und andere M-CAD Formate.

Zungen und Laschen an der Leiterplatte
Zungen und Laschen an der Leiterplatte

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Formula Student

GED fördert aktiv Elektroniker-Nachwuchs der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg

Vom 29. Juli bis zum 3. August 2014 fand die Formula Student Germany (FSG) am Hockenheimring statt. Erstmals nahm das BRS-Motorsport-Team der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg in der Elektroklasse teil. GED sponsert das Projekt seit dem Jahr 2013 mit fachlicher Beratung bei der Auslegung und dem Design zuverlässiger Elektronik sowie mit der Lieferung der Leiterplatten und der Beschaffung von e-CAD-Stationen.


3.000 Studierende in 115 Teams aus aller Welt

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Das Formula Student BRS-Team startete mit dem E45 vom 29.7. bis 3.8.2014 am Hockenheimring. Der E45 war erstmals mit dabei – und überzeugte gleich mit einer guten Platzierung im vorderen Mittelfeld. Von 115 Teams starteten 40 Teams in der E-Klasse. Quelle/Foto: © FSG-Scheuplein

Insgesamt waren 115 Teams – (dahinter stehen rund 3.000 Studierende) – aus aller Welt zur FSG in die Kurpfalz gereist. Von diesen starteten 40 Teams in der E-Klasse. Die Studierenden arbeiten freiwillig und zum Teil auch in der Freizeit zusätzlich zum Studium an der Entwicklung und Fertigung des Rennwagens; sie stammen aus den universitären Fachrichtungen Konstruktion, Ingenieurswesen und Informatik und koordinieren sich in weiten Bereichen selbstständig. Eine beachtliche Leistung der jungen Leute!

GED-Praktikant Mitglied des BRS-Motorsport-Teams

Wichtiges Mitglied des rund 15-köpfigen studentischen Entwicklerteams für die Elektronik ist Timo Oster, der seit dem Jahr 2012 bei GED Erfahrung im Praktikum sammeln konnte. Über ihn brachte GED gute Unterstützung und Ideen für die sicherheitsrelevanten Schaltungsteile mit ein. GED stellte auch das Fachpersonal für die Sicherheitsaudits der Leistungselektronik, ohne die keine Zulassung beim Formula Student-Wettbewerb möglich ist.

Großes Jury-Lob für Premieren-Prototyp

Erst vor wenigen Wochen fuhr der auf den Namen „Rosana“ getaufte Rennwagen E45 überhaupt die ersten Meter und man hätte kaum gedacht, wie konkurrenzfähig Team und Fahrzeug nun bei der FSG antreten konnten. Von der Jury gab es großes Lob für das gute Design und die hohe Performance als Erstjahres-Elektrofahrzeug. Das war bisher überhaupt erst zum zweiten Mal bei einem E-Fahrzeug im ersten Durchgang der Fall.

E-Rennwagen mit klar verbesserter Performance gegenüber Verbrennungsmotor-Fahrzeugen

Der Elektro-Rennwagen wurde komplett neu entwickelt. Neben der Elektronik gab es weitere innovative Weiterentwicklungen gegenüber den Verbrennungsmotor-Fahrzeugen der Vorjahre: Durch Einsatz von Carbonteilen etwa gab es aerodynamische Verbesserungen und auch beim Fahrwerk konnten durch neue Techniken Verbesserungen erreicht werden. Im BRS-Team arbeiten 68 Studierende der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg quer aus fast allen Fachbereichen: Ingenieure, Journalisten, Informatiker und Wirtschaftswissenschaftler.

Letzte News – dritter Platz in Italien: Vom 29.8. bis 1.9.2014 nahm das BRS-Rennteam erstmals an einem europäischen Wettbewerb teil: der Formula ATA in Italien, der „Formula Electric Italy 2014“ auf dem Riccardo Paletti Circuit in der Nähe von Parma. Dort wo sonst Ferrari und Maserati ihre Rennen austragen, flitzten jetzt die Renner des italienischen Formula Student Wettbewerbs über die Piste. 30 Studenten aus dem BRS-Rennteam der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg waren an die Rennstrecke in Italien angereist. Von 21 Elektro-Teams konnten die St. Augustiner den 3. Platz erreichen! Glückwunsch!

Hier einige Impressionen vom letzten Rennen in Italien, das für das Team mit einem hervorragenden dritten Platz endete. Copyright: BRS Motorsport

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