Falltestsimulation für Elektronik und Gehäuse

Was wir tun

Wir simulieren Stürze und Stöße, bevor Ihre Geräte überhaupt den Prüftisch oder Kunden erreichen.
Mit expliziter dynamischer FEA bilden wir typische Drop-Szenarien nach (Höhe, Orientierung, Untergrund) und sagen voraus:

  • Risse und Clip-Ausfälle im Gehäuse

  • Herausziehen oder Überlasten von Einsätzen und Schrauben

  • Hotspots auf der Leiterplatte und in Lötstellen

  • Risiken für Displays, Glasstapel und Batteriemodule

Das Ergebnis sind keine „schönen Bilder“, sondern konkrete Geometrie-Änderungen, die:

  • die Bestehensquote in Labortests erhöhen

  • die Anzahl der Prototyp-Iterationen reduzieren

Ergebnisse, die wir anstreben

  • Nachgewiesene Überlebensfähigkeit für definierte Fallhöhen und -richtungen

  • Reduzierte Spitzen-Dehnungen/-Spannungen in Kunststoffteilen, Befestigungspunkten und Schraubsitzen

  • Geringeres Ausfallrisiko auf der Leiterplatte (Bauteile, Steckverbinder, Lötstellen)

  • Gewichtsneutrale Verbesserungen von Steifigkeit und Dämpfung durch Rippen, Schäume, TPU-Elemente

  • Ein dokumentiertes „Evidence Package“ im Einklang mit gängigen Standards und Labormethoden (z. B. IEC, MIL, JEDEC, ISTA — die Zertifizierung erfolgt durch Ihr Prüflabor)

Leistungen

Test-Mapping & Abnahmekriterien

Ableitung von Drop-Cases aus Ihren Zielstandards: Orientierungen, Fallhöhen, Untergrundtypen, Anzahl der Wiederholungen sowie Pass/Fail-Kriterien wie „keine Funktionsbeeinträchtigung, keine Risse, kein Glasbruch“.

CAD-Aufbereitung & Meshing

Bereinigung und Vereinfachung der Geometrie; Definition von Kontaktbereichen, Verbindungselementen, Snap-Fits und Living Hinges; Materialmodelle für dehnratenabhängige Kunststoffe und Elastomere.

Drop-/Impact-FEA (explizit)

Explizite Drop-Simulationen mit Untergrundmodellen (Stahl, Beton, Holz, Gummi), Reibkontakten, Kanten-/Ecken-/Flächen-Fällen, Sekundärimpakten sowie Gleiten/Rollen.

Analyse von Gehäuse-Schwachstellen

Bewertung von Rippen, Clips, Riegeln, Standoffs und Living Hinges – inkl. Beul-, Schnapp- und Rissrisiko.

PCB-Interaktion

Modellierung der Leiterplatte über massereduzierte Bauteile oder detaillierte Submodelle; Ranking von Komponenten-Hotspots (z. B. BGAs, Steckverbinder, große Elektrolytkondensatoren).

Schutz von Display und Batterie

Untersuchung von Spannungen im Glasstapel, Rahmensteifigkeit, Schaum-/TPU-Inserts, Verguss und Spaltmaßen, um Glasbruch und interne Kurzschlüsse zu verhindern.

Optimierungsschleifen

Iterative Anpassungen an Topologie, Wandstärke, Rippen, Materialien, Schaum-/Dichtkonzept – jeweils mit Kosten-/Gewichtsvergleichen.

Testplanung & Korrelation

Vorrichtungskonzepte, Sensor-Layout (Beschleunigungssensoren, Dehnungsmessstreifen, DIC), Kamera- und DAQ-Plan, Abnahmematrix und Simulation↔Labor-Korrelation.

Was Sie bekommen (Deliverables)

  • Engineering-Report (PDF) — Annahmen, Modellaufbau, Netze, Materialkarten, Lastfälle, Ergebnisse mit Hotspot-Markierungen und eine klar priorisierte Maßnahmenliste.

  • Ergebnis-Pakete — Animationen, Dehnungs-/Spannungsplots, Rankings, Zeitverlaufsdaten (CSV) und präsentationsfertige Screenshots.

  • CAD-Markups — konkrete Vorschläge für Rippen, Verrundungen, Clip-Geometrien, Schraub-/Insert-Konzepte sowie Schaum- und Dichtpositionen.

  • Solver-Decks — lauffähige Modelle (z. B. Ansys, Abaqus, LS-DYNA) plus Post-Processing-Templates.

  • Validierungsplan — Testliste, Abnahmekriterien, Korrelations-Tabelle Simulation↔Test.

  • Übergabe-Session — 45–90 Minuten Live-Walkthrough mit Ihrem Team inkl. Q&A.

Technischer Stack

  • Solver: Ansys Explicit/Mechanical, Abaqus Explicit/Standard, LS-DYNA, optional Nastran für ergänzende lineare Checks

  • Pre/Post: Workbench, ANSA/HyperMesh, Meta/Post, plus Python-basierte Auswertungsskripte

  • Materialien: ABS, PC, PA, PP, glasfaserverstärkte Kunststoffe, Elastomere und Schäume, Al-/Mg-Legierungen, Blechbauteile, Glasstapel, Klebstoffe und Vergussmassen

  • Typische Baugruppen: Handheld-Geräte, Wearables, Consumer- und Industriegehäuse, Batteriemodule, 19"-Rack-Einheiten, Diagnose-/Messgeräte

Typischer Projektablauf

  • Discovery — Ziele, Zielstandards, kritische Ausfallmodi und Randbedingungen klären.

  • Daten & Setup — CAD, BOM, Materialien, Layer-Stacks; Netze, Kontaktstrategie und Abnahmekriterien definieren.

  • Baseline-Simulation — ein repräsentativer Drop (z. B. Worst-Case-Orientierung/Untergrund) zur schnellen Hotspot-Identifikation.

  • Iteration & Optimierung — Designänderungen → Re-Simulation → schrittweise Konvergenz zu den Zielkriterien.

  • Validierung — Testplan, optional begleitende Labor-Korrelation, finaler Report mit dokumentierter Release-Empfehlung.

Was wir von Ihnen benötigen

  • CAD-Daten (STEP/Parasolid), Baugruppenstruktur, Details zu Schrauben, Inserts, Clips, Dichtungen

  • Materialdaten (Datenblätter, zulässige Spannungen/Dehnungen, bekannte Schwachstellen)

  • Geplante Drop-Szenarien: Höhen, Orientierungen, Untergründe, Anzahl der Wiederholungen, Transport-/Handling-Risiken

  • Erfolgskriterien: z. B. kein Funktionsverlust, keine sichtbaren Risse, kein Glasbruch, max. zulässige Dehnung X % an kritischen Stellen

Pakete

  • Assessment — schnelle Baseline-Simulation, Hotspot-Map, priorisierte Maßnahmenempfehlung.

  • Simulation Sprint — mehrere Orientierungen und Höhen, Optimierungsschleifen, detaillierter Report + CAD-Markups.

  • Korrelation & Optimierung — Unterstützung bei Testplanung und Vorrichtungen, Sim↔Labor-Updates, Varianten-/Kosten-/Gewichtsvergleiche.

Beispiel-Anwendungen

  • Handheld-Messgerät übersteht Stürze aus ~1,0–1,5 m, nachdem Rippenlayout und Clip-Geometrie angepasst wurden (>30 % Lastreduktion an Befestigungspunkten).

  • Batteriemodul mit Schaum- und Standoff-Konzept schützt Zellen und Terminals unter Drop- und Transportlasten.

  • 19"-Rack-Modul widersteht Eckimpakten durch verstärkte Befestigungspunkte und optimiertes Schraubmuster.

  • Wearable mit verstärkter Blende und TPU-Bumpern schützt Glas und Elektronik bei alltäglichen Stürzen.

FAQ

Welche Dateiformate akzeptieren Sie?
Bevorzugt STEP oder Parasolid. Native CAD-Formate können bei Bedarf ebenfalls verarbeitet werden.

Können Sie das Ausfallrisiko der Leiterplatte berücksichtigen?
Ja – entweder über masserepräsentierte Bauteile, um globale Effekte abzubilden, oder über lokale Submodelle für Lötstellen- und Steckverbinder-Hotspots.

Simulieren Sie mehrere Drops / Drop-Sequenzen?
Ja. Wir können Drop-Sequenzen und Variabilität modellieren und empfehlen, ab wann physische Tests sinnvoller und kosteneffizienter werden.

Wie gut sind die Materialmodelle?
Wo verfügbar nutzen wir dehnratenabhängige Plastizität und Schaumgesetze. Wenn Daten fehlen, verwenden wir konservative Annäherungen und Sensitivitätsstudien – transparent im Report dokumentiert.

Bekommen wir Solver-Decks und Animationen?
Ja. Modelle, Post-Processing-Setups und Animationen sind enthalten und gehören anschließend vollständig Ihnen.

Contact us