Technische Keramik in der Prüftechnik


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Philipp Froese
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Prüftechnische Prozesse werden aufgrund stetig wachsender Qualitätsansprüche immer häufiger innerhalb von Produktionsanlagen durchgeführt. In vielen Branchen ist es heute üblich, eine 100-Prozent-Prüfung zu realisieren.

Die in diesen Prozessen mechanisch und elektrisch stark beanspruchten Bauteile wie Prüfstecker, Prüfadapter oder Kontaktierstecker entwickelt und fertigt DOCERAM mit Komponenten aus Hochleistungskeramik, deren Stabilität und Verschleißfestigkeit von keinem anderen Material erreicht wird.


Die wichtigsten Vorteile auf einen Blick

hohe Verschleißfestigkeit
elektrisch isolierend
hohe Bruchstabilität


Weitere wichtige Eigenschaften:

schlagzäh
druckbeständig
temperaturstabil
hohe Härte und Abriebfestigkeit


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Beispiele für Bauteile und Baugruppen in der Prüftechnik:

Keramische Prüfstecker
Kontaktierstecker
Kontaktier-Masken
Prüfadapter
Abdeckungen


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Was und wie wird geprüft?

Bei der Fertigung elektrischer und elektronischer Geräte sind End-of-Line (EoL) Prüfstände am Ende einer Montage- oder Fertigungslinie in der Automobilindustrie und vielen anderen Branchen permanent im Einsatz. Elektrische Geräten und mechatronischen Baugruppen wie TV-Geräte, PC-Monitore, Steuergeräte für Weißwaren oder elektronischen Steuereinheiten (ECUs) in Automobilen werden hier zu 100-Prozent auf ihre Funktion überprüft. Das kann bedeuten, dass im Drei-Schicht-Betrieb mehrere Zehntausend Steckzyklen erfolgen.

Bei Steckverbindern ist sowohl die horizontale als auch die vertikale Lage jedes einzelnen Pins dann zu prüfen, wenn gleichzeitig automatisiert über diese Komponenten eine elektrische Verbindung zu anderen Bauteilen hergestellt werden soll. Kam es im Vorfeld durch mechanische Einflüsse zu Verbiegungen der Pins, ist eine Montage nicht mehr möglich. Der Prüfstecker prüft den Taumelkreis (d.h. Lageabweichung der Kontaktnadel von der Null-Lage in X- und Y-Richtung) und führt damit gleichzeitig eine Steckbarkeits- Prüfung durch, damit die Produkte im Kfz oder am letztendlich verbauten Ort in einem Gerät immer garantiert kontaktiert und gesteckt werden können.


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Warum Keramik gut ist

Herkömmliche Werkstoffe, die elektrisch isolieren, haben nur eine sehr geringe Lebensdauer, da sie schnell verschleißen. Darüber hinaus werden die Elektronikbauteile und damit die Prüfstecker immer kleiner, so dass bei den heute geforderten engen Toleranzen eine Fertigung in Kunststoff gar nicht mehr sicher möglich ist. Nur technische Keramik kann als elektrischer Isolator dauerhaft und über den gesamten Produktions-Zeitraum hinweg diese Anforderungen erfüllen.


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Wie funktionieren die Prüfstecker von DOCERAM

Unsere keramischen Prüfstecker erfüllen gleich mehrere Aufgaben. Zunächst natürlich eine Funktionsprüfung und wenn nötig die Programmierung. Durch die Taumelkreisprüfung wird dann die Steckbarkeit der Baugruppe überprüft. Der Taumelkreis beschreibt, wie weit die Kontaktstifte von der Soll-Position in der X und Y-Richtung abweichen dürfen. Seine Größe wird als Durchmesser angegeben. Weichen die Pins davon ab, werden sie im Prüfprozess gegen den sehr harten, aber bruchstabilen Keramikprüfstecker gedrückt, wodurch der Antrieb stoppt. So wird Ausschuss einfach erkannt.


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Welche Bauteile kann DOCERAM entwickeln und liefern?

Aus heutiger Sicht können wir feststellen, dass die Keramikwerkstoffe unserer Prüfkomponenten länger halten als ein Produktlebenszyklus dauert. Als Nachweis dient die Tatsache, dass wir noch nie ein Ersatzteil für einen Prüfstecker liefern mussten. Als Spezialisten für Hochleistungskeramik fertigen wir diese Bauteile in eigenen Anlagen und aus eigenen Materialmischungen.

Je nach Kundenanforderung liefern wir ab Stückzahl 1. Viele namhafte Automobilzulieferer setzen unsere Keramik Prüfstecker erfolgreich in der Praxis ein.

Auf Wunsch übernehmen wir auch die Konstruktion von Prüfsteckern und anderen Prüfelementen. Sofern die wichtigsten Konstruktionsmerkmale definiert sind, reicht hierfür eine Zeichnung des zu prüfenden Bauteils aus.


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Kostenersparnis durch Verbundkonstruktionen

Um Kosten in der Anwendung zu sparen, konstruieren wir in Absprache auch Baugruppen aus Keramik und GfK. Dies erfolgt in Kooperation mit unserer Schwesterfirma DOTHERM, deren Kernkompetenz in der Bearbeitung duroplastischer Verbundwerkstoffe liegt.


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Zusammenfassung der wichtigsten Eigenschaften, die Hochleistungskeramik als Werkstoff für Prüfaufgaben auszeichnen:

elektrisch isolierend
nicht magnetisch
technisch rein
verschleißfest
hochgenau und formstabil auch im Miniaturbereich, Wandstärken von 0,2 mm sind dabei keine Seltenheit


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