EMI-Abschirmung für Kameramodule: Stanzen aus 0,15 mm SUS304, tiefgezogen, 5 Mio. Stück/Monat
Eine EMI-Abschirmung für Kameramodule ist ein tiefgezogener Edelstahlbecher, so dünn, dass man ihn zwischen zwei Fingern biegen kann. Bei 0,15 mm bietet SUS304 die Abschirmung, die eine Smartphone-Kamera benötigt, lässt dem Werkzeug jedoch kaum etwas zum Greifen und dem Gesenk kaum etwas zum Drücken. Multipliziert man das mit fünf Millionen Stück pro Monat, hört das Teil auf, eine Zeichnung zu sein, und wird zu einer Frage von Werkzeugstandzeit und Konsistenz.
Projekthintergrund & Herausforderung
Ein Auftraggeber aus der Unterhaltungselektronik in Shenzhen benötigte einen Abschirmbecher für ein Flaggschiff-Kameramodul. Die Abschirmung sitzt direkt über dem Bildsensor und dessen Treiber-ICs, sodass sie elektromagnetische Störungen rund um das Modul blockieren muss, während sie niedrig genug bleibt, um den internen Schichtaufbau des Telefons nicht zu beeinträchtigen. Der vorherige Lieferant beherrschte die flachen Wände, konnte aber die tiefgezogene Ecke nicht halten: Nach dem Ziehen traten Mikrorisse am Bodenradius auf, und die Beschichtungsdicke driftete über den Becher, was zu intermittierenden Abschirmfehlern im Endtest führte.
Das Material ist SUS304-Edelstahl mit 0,15 mm – gewählt wegen seiner Abschirmleistung und Korrosionsbeständigkeit, nicht wegen seiner Umformbarkeit. Er verfestigt schnell: Jeder Ziehgang erhöht die Streckgrenze und senkt die verbleibende Duktilität, sodass ein Becher, der bei dickerem Material in einem Zug sauber geformt wird, bei derselben Geometrie in 0,15 mm an der Ecke reißt. Die Zeichnung verlangt eine Bechertiefe von 2,5 mm innerhalb ±0,03 mm, eine Gesamthöhe innerhalb ±0,05 mm, einen rissfreien Bodenradius und gleichmäßiges elektrolytisches Nickel mit 1-2µm.
Das Volumenziel lag bei 5.000.000 Stück pro Monat auf einem Folgeverbundwerkzeug. Bei dieser Rate hören Werkzeugverschleiß und Kaltverschweißung auf, Instandhaltungspunkte zu sein, und werden zum gesamten Prozess: 0,15 mm Edelstahl neigt schnell zur Kaltverschweißung mit Werkzeugstahl, und ein einziger aufgerauter Ziehradius reißt, anstatt zu formen. Ein Band dieser Dünne ohne Dehnung oder Falten bei hohen Hubzahlen zu handhaben, war die zweite Hälfte des Problems.
Die Abschirmleistung ist der Grund für die Existenz des Teils, aber die tiefgezogene Geometrie versagt zuerst. Ein Riss am Bodenradius ist sowohl ein Abschirmleck als auch eine Quelle loser Fragmente im Telefon, sodass die Eingangsprüfung des Kunden jeden Riss als Ausschuss und nicht als Nacharbeitskandidat behandelte. Die Abschirmungsgrundfläche ist zudem klein – etwa 6 mm im Quadrat –, was jede Toleranz am Becher proportional eng macht.
BQUQ Prozesslösung
Unser Ansatz: Aufteilung des Tiefziehens in sanfte Züge auf einem Folgeverbundwerkzeug, Auslegung des Werkzeugs auf Kaltverschweißungsbeständigkeit und Abschluss mit spannungsarmem Nickel in einer durchgehenden Linie.
Folgeverbundwerkzeug & Mehrstufenziehen
Der Becher wird in vier Stufen statt in einer gezogen, wobei jede einen kontrollierten Bruchteil der Tiefe abträgt, sodass das Material nie seine Umformgrenze erreicht. Die Ziehradien sind großzügig relativ zur 0,15-mm-Wand, die Niederhalterkraft wird pro Station abgestimmt, und ein Zwischenspannungsarmglühen stellt die Duktilität vor dem finalen Ziehen auf Maß wieder her. Pilotlöcher laufen durch jede Station, sodass das Teil vom ersten Umformen bis zum finalen Beschnitt von derselben Bezugsbasis aus positioniert wird. Da 0,15 mm Edelstahl eine begrenzte Dehnung hat, wird der Zuschnitt großzügig bemessen und der finale Beschnitt erfolgt nach dem letzten Ziehgang, sodass keine Station Material dehnen muss, das bereits nahe seiner Grenze ist.
Handhabung ultradünner Bänder & Kaltverschweißungskontrolle
Das 0,15-mm-Band wird unter geschlossener Zugspannungskontrolle zugeführt, sodass es zwischen den Stationen weder gedehnt noch gestaucht werden kann. Die Werkzeugflächen in den Ziehzonen sind für geringe Reibung beschichtet, die Spiele sind speziell für Edelstahl ausgelegt und nicht von einer Kohlenstoffstahl-Regel übernommen, und ein dedizierter Schmier- und Bandreinigungplan hält das Ziehmittel davon ab, Verschleißpartikel in die Radien zu tragen. Das ist es, was eine rissfreie Ecke bei fünf Millionen Stück pro Monat statt einer Million ermöglicht. Die Bandspannung wird kontinuierlich überwacht, und die Presse stoppt bei einer Abweichung, anstatt durchzulaufen, weil ein gedehntes Band dieser Dicke lange vor einer sichtbaren Verformung außer Toleranz gerät.
Elektrolytische Vernickelung
Nach dem Umformen werden die Teile gereinigt und mit 1-2µm elektrolytischem Nickel beschichtet. Die Stromverteilung ist so angeordnet, dass die Dicke über die gezogenen Wände und den Bodenradius gleichmäßig bleibt, und die Sequenz ist darauf abgestimmt, die Wasserstoffaufnahme zu vermeiden, die eine dünne Edelstahlwand verspröden würde. Dicke und Bedeckung werden stichprobenartig während des Laufs geprüft. Die Teile werden direkt von der Linie getrocknet und verpackt, sodass die dünnen Wände zu keinem Zeitpunkt zwischen Umformen und Versand lose gehandhabt werden.
Wichtige Spezifikationen
| Position | Spezifikation |
|---|---|
| Material | SUS304-Edelstahl, 0,15 mm |
| Bechertiefe | 2,5 mm ±0,03 mm |
| Gesamthöhe | ±0,05 mm |
| Bodenradius | Rissfrei nach Tiefziehen, 100 % visuell geprüft |
| Oberflächenbeschaffenheit | Elektrolytisches Nickel, 1-2µm, gleichmäßig über Wände und Radius |
| Volumen | 5.000.000 Stück/Monat auf Folgeverbundwerkzeugen |
| Prüfung | 100 % visuell + Sensoren im Werkzeug, CMM-Erstmuster, CPK≥1,33 |
| Lieferung | Erstmuster 6 Tage, erste Produktionscharge 15 Tage |
Qualitätskontrolle & Lieferung
Die Erstmusterprüfung umfasst ein vollständiges CMM-Maßlayout, eine metallurgische Prüfung der gezogenen Ecke auf Rissbildung und eine Nickeldickenkarte, bevor das Werkzeug freigegeben wird. In der Produktion überwachen Sensoren im Werkzeug Vorschub und Tonnage, während eine 100-%-Sichtprüfung Bechertiefe, Vorhandensein des Radius und Oberflächendefekte mit Linienproduktionsgeschwindigkeit prüft. Bechertiefe und Höhe werden mit SPC aufgezeichnet und bei CPK≥1,33 gehalten, alles unter einem ISO9001:2015-System, mit Prüfberichten, die pro Charge mitgeliefert werden.
Der Werkzeugzustand wird durch Hubzahl gegen ein geplantes Wartungsintervall verfolgt, sodass Ziehradien abgerichtet werden, bevor der Verschleiß den Punkt erreicht, an dem er ein Teil markieren oder reißen würde.
Ergebnisse: Muster 6 Tage nach Zeichnungsfreigabe, die erste Produktionscharge in 15 Tagen, danach monatliche Rollpläne mit 5.000.000 Stück/Monat. Die Mikrorissbildung an der Ecke verschwand, die Nickeldickenschwankung fiel in das Band von 1-2µm über den Becher, und Abschirmfehler im Endtest, die auf die Abschirmung zurückzuführen waren, sanken auf einen kleinen Bruchteil der vorherigen Rate. Nachdem die Kaltverschweißung unter Kontrolle war, wurden die Werkzeuginstandhaltungsintervalle verlängert, was ungeplante Stopps aus dem Zeitplan entfernte und die Ausgabe stabilisierte.
Verwandte Produkte & Ressourcen
Diese Abschirmung folgt derselben Blechstanzlogik, die wir auf Gehäuse, Abdeckungen und Abschirmteile in verschiedenen Branchen anwenden. Verwandte Produkte und Lektüre:
Für eine größere Abschirmungsanwendung lesen Sie unsere Fallstudie über Server-EMI-Abschirmabdeckung Blechstanzen. Um die Ausrüstung und das Qualitätssystem hinter diesen Läufen zu sehen, besuchen Sie Über BQUQ.
FAQ
Warum ist das Tiefziehen von 0,15 mm SUS304 so schwierig?
SUS304 verfestigt schnell, und bei 0,15 mm bleibt sehr wenig Material, um diese Verfestigung aufzunehmen. Ein Einzelzug, der bei dickerem Material funktioniert, reißt am Bodenradius, daher teilen wir das Ziehen in vier Stufen mit einer Zwischenspannungsarmglühung auf und halten die Bechertiefe auf 2,5 mm ±0,03 mm.
Wie verhindern Sie Kaltverschweißung bei einem Lauf von fünf Millionen pro Monat?
Indem wir das Werkzeug als den Prozess behandeln. Reibungsarme Beschichtung in den Ziehzonen, speziell für Edelstahl ausgelegte Spiele und ein Schmier- und Bandreinigungsplan, der Verschleißpartikel von den Radien fernhält. Diese Kombination macht 5.000.000 Stück/Monat praktikabel statt zu einer theoretischen Rate.
Wie gleichmäßig ist die Vernickelung im Becher?
Die Beschichtung ist elektrolytisches Nickel mit 1-2µm, wobei die Stromverteilung so angeordnet ist, dass die Dicke über die gezogenen Wände und den Bodenradius konsistent bleibt. Wir prüfen Dicke und Bedeckung stichprobenartig während des Laufs und halten das Band bei 1-2µm statt bei einem einzelnen Nennwert.
Welches Volumen und welche Lieferzeit sollte ich erwarten?
Dieses Teil läuft mit 5.000.000 Stück/Monat. Das Erstmuster wird 6 Tage nach Zeichnungsfreigabe versandt und die erste Produktionscharge in 15 Tagen, danach läuft die Linie nach monatlichen Rollplänen. Senden Sie die Zeichnung, und wir senden Ihnen innerhalb von 12 Stunden ein Angebot.
