Casting Study: Rastermodul

Mosaikartige Bedienfelder stellen ein Anzeigesystem dar, bei dem ein Gesamtbild komplexer Vorgänge angezeigt wird, mit dessen Hilfe Techniker Ereignisse überwachen und steuern können. Der Hauptvorteil des Systems besteht darin, dass es modular aufgebaut ist und dadurch flexibel verändert und erweitert werden kann. Das Kernstück dieses Baukastensystems ist das Rastermodul. Die Raster sind so aufgebaut, dass sie sich in jeder beliebigen 90-Gradorientierung anordnen lassen und Anzeigeflächen verschiedener Größe ermöglichen.

Jedes Raster kann an jedem Punkt verbunden werden, ohne dass benachbarte Raster gestört oder beeinflusst werden. Zusätzlich können sie zu jeder beliebigen Größe zugeschnitten werden oder Abschnitte können herausgeschnitten und später wieder zusammengesetzt werden. Bei den Rastern handelt es sich um äußerst filigrane Gussteile aus Zamak 3. Das 11 1/4 Zoll (288 mm) große quadratische Raster weist 144 quadratische Löcher (7/8 Zoll, 22 mm) sowie 121 Kernlöcher (0,125 Zoll/3 mm ID) auf. Jedes Kernloch verfügt an beiden Enden über einen dünnwandigen 0,020 Zoll (0,5 mm) dicken Kragen, an dem die Anzeigekacheln aus Kunststoff angebracht werden.

Die kritischen Größen des Rastes sind Flachheit, Rechtwinkligkeit und Außenmaß. Die Umfangsmaße des Bedienfelds müssen entlang der gesamten Länge und Breite des Bedienfelds gleich sein, wobei die Länge bis zu 100 Fuß erreichen kann. Aus funktionellen und ästhetischen Gründen müssen alle Linien und Ebenen parallel sein. Daher ist die Kontrolle der Abmessungen von entscheidender Bedeutung. Die Außenrasterwände betragen 0,062 Zoll +/- 0,003 Zoll. Die Mittentoleranz der Kernlöcher beträgt +/- 0,002 Zoll. Die Mittentoleranz für zwei gepaarte Raster beträgt +0,0025, -0,003 Zoll. Für eine gute Passung ist auch die Flachheit von entscheidender Bedeutung, wobei die maximal zulässige Abweichung 0,004 Zoll beträgt. Nach dem Gießen werden die Raster in einem Zweistufenverfahren zugeschnitten und anschließend trockengestrahlt, wobei sich komplett gratfreie Oberflächen ergeben. Die Raster werden sodann dem Zusammenbau zugeführt, ohne dass weitere Bearbeitungsschritte oder Veredelungen notwendig wären.

Zur Herstellung der Raster wurde Zinkdruckguss gewählt, da bei diesem enge Toleranzen möglich sind. Bei Aluminiumdruckguss sind die Fließeigenschaften nicht ausreichend, um die dünnwandigen Abschnitte richtig zu füllen. Feinguss wäre viel kostaufwendiger. Stanzen wurde ausgeschlossen, da bei der Bildung des Wabenrasters auch der Werkstoff gestreckt würde, was zu Lasten der Abmessungen ginge. In einem Kunststoff-Gussverfahren wäre es zwar möglich, enge Toleranzen einzuhalten, der Kunststoff wäre jedoch bei großen Bedienfeldern nicht steif genug.