3D-Concurrent Engineering in der Elektronikentwicklung

Aus der Idee, die unzureichende Energieversorgung auf Segelbooten und Yachten zu optimieren, entstand ein ergonomisches und kompaktes Gerät. Die Energy-Management-box ersetzt mehrere Einzelgeräte, Komponenten und einen ganzen Schaltkasten. Zusätzlich bietet das Gerät Überwachung, Anzeige und Vernetzung über CAN-Bus zu anderen Geräten auf dem Boot. Neben einer höheren Funktionalität und einer einfacheren Installation ist die EM-box auch noch preisgünstiger als die herkömmliche Installation. Der Schwierigkeit bestand im Fall der EM-box darin, auf etwa einer DIN-A4-Fläche eine Hochstromleiterplatte und vier weitere Leiterplatten sowie drei große Lastrelais, ein achtfach Shunt und 16 Leistungsanschlüsse für 75mm2 Kabel in einem ergonomischen Gehäuse unterzubringen. Die Lösung gelang mithilfe eines 3D-Elektronikkonzeptes mit Concurrent Engineering. Die räumliche Integration von Elektrik und Mechanik erfolgt über ein in Echtzeit gekoppeltes CAD-System, mit Anbindung an Elektronik- und Thermo-Simulationswerkzeuge. Verknüpfte 3D-Konstruktion Gehäusekonstruktion und Elektronikdesign miteinander zu verknüpfen, ist der entscheidende Schritt, um Elektronikprodukte und ihre Entwicklungsprozesse zu optimieren. GED nutzt in der integrativen 3D-Konstruktion eine binäre Datenschnittstelle, damit Änderungen im Mechanik-CAD-Programm simultan und automatisch auch im Elektronik-CAD-Programm übernommen werden, und umgekehrt. Der Elektronikentwickler erhält dadurch mehr Freiheitsgrade und Möglichkeiten. Durch die ständig aktive 3D-Kollisionskontrolle erkennt der Entwickler sofort Probleme, die bei herkömmlicher Methode erst nach den Prüfungen in der Mechanikabteilung auffallen. Das reduziert die Zahl von Prüfdurchläufen und aufwendigen Redesigns. Auch neue Technologien wie MID (Moulded interconnect device) oder flexible und starrflexible Schaltungsträger werden mit dieser Methode konstruiert. Dreidimensionale, integrative Elektronik ist auch das Konzept, um durch Miniaturisierung kleine, leistungsstarke stationäre und mobile Geräte zu entwickeln. Aus der intelligent verdichteten Kombination von Mechanik und Elektronik entstehen hochintegrierte Bauteile und Geräte. 3D-MCAD und ECAD gekoppelt Die Konstruktionsmethode für integrative, räumlich angeordnete Elektronik – mittels gekoppeltem 3D-Mechanik-CAD und Elektronik-CAD – ist eine kostenreduzierende Lösung gegenüber herkömmlichen Entwicklungsmethoden. Sie ermöglicht erweiterte Lösungen, benötigt weniger Redesigns und kürzere Entwicklungszeit. Produktbereiche für das 3D-Concurrent Engineering sind mobile und ­hoch­in­teg­rierte Geräte sowie der Ersatz von Kabelbäumen durch flexible Leiterplatten.