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Grundlagen der Elektronikentwicklung einfach erklärt: vom Schaltplan bis zur Leiterplatte | Praxiswissen

Gehäuse etc. werden häufig mit Hilfe von parametrischer CAD-Software erstellt. Leider ist mein Wissen über diese Arbeit sehr, sehr begrenzt. Da hier ja eng mit den Entwicklern der Elektronik zusammengearbeitet werden muss, haben sich zumindest ein paar Standarddateiformate für den Datenaustausch entwickelt. Für 2D-Zeichnungen (z.B. Bemaßungen etc.) sind die Formate .DXF und .DWG sehr gängig. Sobald es jedoch auf die 3D-Ebene geht, läuft es häufig über STEP-Dateien oder Parasolid-Dateien.

Es dreht sich hier viel um Fragen wie:

  • Wo kommen bei der Leiterplatte die Montagebohrungen hin?
  • Wo sind die Steckverbinder?
  • Gibt es Layoutvorschriften für einzelne Komponenten (z.B. Speichermodule)

Je nachdem was entwickelt wird, muss sich auch hier ein Kühlkonzept überlegt werden. Hier sind natürlich auch Wissen und Geschick gefragt. Am Ende von all dem kommen dann schöne 3D-Modelle und Maßzeichnungen heraus. Auf Basis dessen und einiger zusätzlicher Informationen kann man diese Teile dann fertigen lassen. Seit dem sich 3D-Drucker immer weiter verbreiten ist es nicht unüblich, einen Prototypen vorab zu drucken und dann daran einige Punkte abzuklären. Es ist tatsächlich so, dass man einiges am Bildschirm nicht merkt und das dann erst sieht wenn man das Teil in der Hand hat.

Ein Beispiel für ein parametrisches CAD-Programm das der Privatanwender nutzen kann ohne ein paar tausend Euro in die Hand zu nehmen ist FreeCad. Dieses ist Opensource und wird mit der LGPL2+ lizensiert.

Glücklicherweise ist die Dokumentation, die auch mit Screenshots gefüllt ist, unter der Creative Commons Attribution 3.0 License (CC-BY-3.0, https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/) verfügbar. Damit ist es auch möglich hier ein paar schicke Bilder davon zu platzieren. Hier ein schönes Beispiel bei dem eine Leiterplatte mit integriert wurde:

Abbildung 22: FreeCAD Beispielbild. Quelle: https://www.freecadweb.org/wiki/File:Obijuan2.png

Und noch ein weiteres Beispiel, das zeigt, was mit dem Programm möglich ist:

Abbildung 23: FreeCAD Beispielbild. Quelle: https://www.freecadweb.org/wiki/File:6DPLEQ2.jpg

Ein klassischer Kostentreiber hier ist der Punkt Werkzeugkosten. Ein Spritzguss-Werkzeug kostet durchaus ein paar tausend Euro. Wenn man hier mal nachbessern muss, weil ein Fehler erst im Nachgang bemerkt wurde, kann es ziemlich teuer werden.