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Überblick
Beim elektromagnetischen Abschirmen wird der Fluss elektromagnetischer Felder zwischen zwei Punkten verringert, indem man sie durch eine Barriere aus leitfähigem Material voneinander isoliert. Dieses Verfahren findet normalerweise bei Abdeckungen oder gedruckten Gehäusen Einsatz, um die elektrischen Bauteile von der Außenwelt zu separieren, oder um bei Kabeln die Drähte von der Umgebung des Kabels zu isolieren. Elektromagnetische Abschirmung zum Blockieren elektromagnetischer HF-Strahlung bezeichnet man als HF-Abschirmung.
Der Schirm kann die Kopplung von Funkwellen, elektromagnetischen Feldern und elektrostatischen Feldern verringern, allerdings nicht von statischen oder niederfrequenten Magnetfeldern. Der Grad der Verringerung hängt in hohem Maße vom Beschichtungsmaterial auf dem mit einem PolyJet™ System gedruckten Modell, von der Schichtdicke und beschichteten Fläche sowie von der Frequenz der jeweiligen Umgebungen ab. Weitere Faktoren sind die Größe, Form und Ausrichtung der Öffnungen in einem Schirm im Verhältnis zum einfallenden elektromagnetischen Feld. Ein Beispiel ist ein abgeschirmtes Mobiltelefon, bei dem eine Elektronik in einem inwendigen Leiter für die elektromagnetische Abschirmung sorgt.
Die Abschirmung verhindert, dass Signale aus dem Kernleiter austreten oder in ihn eintreten. Manche Faktoren beeinträchtigen die Abschirmfähigkeit realer HF-Schirme. So wird z.B. aufgrund des elektrischen Widerstands des Leiters das einfallende Feld nicht vollständig vom erregten Feld aufgehoben.
Zudem weisen die meisten Konduktoren eine ferromagnetische Resonanz gegenüber niederfrequenten Magnetfeldern auf, so dass diese vom Konduktor nicht vollständig gedämpft werden. Befinden sich Öffnungen im Schirm, so fließen Oberflächenströme um diese Öffnungen. Felder, die durch diese Löcher dringen, erzeugen dann keine entgegen gesetzten elektromagnetischen Felder. Dies beeinträchtigt die Fähigkeit des Schirms, Felder zu reflektieren.
Elektromagnetische Abschirmung
Welche Methode für die HF-Abschirmung zum Einsatz kommt, richtet sich nach dem jeweiligen Teil (HF-Strahlung, Lage, was soll abgeschirmt werden, etc). Eine einfache Methode besteht darin, eine Einzelschicht auf nur einer Seite eines Teils oder aber mehrere Schichten auf dem ganzen Modell oder Teilen davon aufzubringen. Es ist daher unerlässlich, schon früh im Planungsprozess festzulegen, welcher Grad an HF-Abschirmung erforderlich ist. Genau genommen sollte dies einer der ersten Schritte sein, sobald feststeht, welches Teil die HF-Abschirmung benötigt.
HF-Abschirmung verhindert, dass Funkwellensignale in ein Modell eindringen oder daraus austreten. Sie funktioniert nur dann, wenn sie eine allseitig geschlossene Hülle bildet. Auch ist zu berücksichtigen, dass Funkfrequenzen über ein breites Spektrum arbeiten. Ein Modell arbeitet in einer bestimmten Frequenz, daher sollte die HF-Abschirmung für diese Frequenz ausgelegt sein.
Das Verfahren
Mit dem leitenden Überzug der Serie 3800 (3801 Aerosolspray 365 ml, www.hollandsheilding.com) lässt sich eine HF-Abschirmung durch eine Nickel-/ Acrylbeschichtung erzielen. Für die Behandlung von Prototypen und kleinen Stückzahlen ist der Lack auch in Aerosolform erhältlich. Der Spray ist mit den meisten Kunststoff- und Metallsubstraten kompatibel und entspricht der Norm BS EN 100015-1 (Grundspezifikation: Schutz von ESD-empfindlichen Bauteilen). Der leitende Einkomponenten-Nickel/Acryllack ermöglicht die kostengünstige HF-Abschirmung von Kunststoffgehäusen, wie sie in der Elektronik- und Computerindustrie eingesetzt werden, sowie von Prototypen, Modelldesigns oder nachgebesserten Teilen. Die Zusammensetzung garantiert eine homogene Oberflächenbeschichtung. Mit einem Oberflächenwiderstand von 0,9 Ohm/sq bietet dieser Spray die folgende Abschirmleistung:
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