Silikon-Saugpads fürs Smartphone nach Maß: Konstruktion und Prüfung

Gesamtansicht eines Silikonpads fürs Smartphone mit mehreren Saugnäpfen

Bei der Planung kundenspezifischer Silikon-Saugpads fürs Smartphone sind neben Form, Farbe und Logo weitere technische Details zu beachten. Wie wird das Pad an der Smartphonehülle befestigt? Worauf kommt es bei der Konstruktion der kleinen Saugnäpfe an? Wie sollte die Haftung an Mustern geprüft werden?

Pads mit Kleberückseite und beidseitige Saugpads werden beispielsweise unterschiedlich befestigt. Ein hoher Widerstand gegen kurzes Ziehen nach außen sagt nichts darüber aus, wie lange ein Smartphone hängen bleiben kann. Wir erläutern diese Unterschiede, bevor wir auf leicht übersehene Details bei Konstruktion und Musterprüfung eingehen.

Pads mit Kleberückseite und beidseitige Saugpads: Befestigung an der Smartphonehülle

Bei einem einseitigen Pad mit Kleberückseite liegt eine Seite der Klebstoffschicht am Silikonpad und die andere an der Smartphonehülle an. Die nach außen gerichteten Saugnäpfe haften am Spiegel. Prüfen Sie bei der Klebstoffauswahl, ob er sowohl am Silikonpad als auch an der tatsächlichen Smartphonehülle einschließlich einer möglichen Beschichtung sicher haftet. Befolgen Sie die Vorgaben des gewählten Klebstoffs zu Oberflächenvorbereitung, Anpressdruck nach dem Verkleben und Wartezeit vor einem Aufhängungsversuch mit dem Smartphone.

Bei einem beidseitigen Saugpad haften die Saugnäpfe einer Seite an der Smartphonehülle und die der anderen am Spiegel. Die Saugnapfränder müssen auf beiden Seiten dicht an ihren Flächen anliegen. Struktur, Krümmung oder Erhebungen an der Smartphonehülle können verhindern, dass die Saugnäpfe auf dieser Seite richtig abdichten.

Fällt das Smartphone bei einem Aufhängungsversuch am Spiegel herunter, prüfen Sie zuerst, welche Teile von Smartphonehülle, Pad und Spiegel noch miteinander verbunden sind. Haftet das Pad weiterhin an der Hülle, während sich die Saugnäpfe vom Spiegel gelöst haben, prüfen Sie zuerst deren Kontakt zum Spiegel. Bleibt das Pad am Spiegel, während sich die Hülle vom Pad getrennt hat, prüfen Sie die Verbindung auf der Smartphoneseite.

Untersuchen Sie bei einem Pad mit Kleberückseite die Klebstoffschicht sowohl an der Smartphonehülle als auch am Silikonpad. Bleibt der Klebstoff am Pad und liegt die Klebefläche der Hülle frei, dokumentieren Sie eine Trennung zwischen Hülle und Klebstoffschicht. Bleibt der Klebstoff an der Hülle und löst sich das Silikonpad davon, dokumentieren Sie eine Trennung zwischen Klebstoffschicht und Silikonpad. Befinden sich Klebstoffreste auf beiden Seiten oder ist die Klebstoffschicht selbst gerissen, erfassen Sie dies gesondert, statt es als Trennung an nur einer Kontaktfläche einzuordnen.

Prüfen Sie bei einem beidseitigen Saugpad die Saugnäpfe auf Hüllen- und Spiegelseite getrennt und dokumentieren Sie, welche Seite ihre Kontaktfläche verlassen hat. Sind nach dem Herunterfallen beide Seiten gelöst, lässt sich allein am Endzustand möglicherweise nicht erkennen, welche zuerst versagt hat. Bestimmen Sie die Reihenfolge anhand der Aufzeichnungen zum Prüfablauf.

Zwei Trennstellen bei einem Pad mit Kleberückseite: zwischen Smartphonehülle und Klebstoff sowie zwischen Saugnäpfen und Befestigungsfläche
Diese Darstellung zeigt ausschließlich ein Pad mit Kleberückseite. Dunkelgrau steht für die Smartphonehülle, Orange für die schematische Klebstoffschicht, Grün für Silikonpad und Saugnäpfe und Hellgrau für die Befestigungsfläche. Links trennt sich die Hülle vom Klebstoff, rechts lösen sich die Saugnäpfe von der Befestigungsfläche. Eine Trennung zwischen Klebstoff und Silikon oder eine Beschädigung innerhalb der Klebstoffschicht ist gesondert zu dokumentieren.

Wie kleine Saugnäpfe auf einer Fläche haften

Der Rand eines kleinen Saugnapfs, der die Fläche berührt, ist die Saugnapflippe. Der von ihr umschlossene vertiefte Raum ist der Saugnapfhohlraum. Beim Andrücken wird der Saugnapfkörper flacher und das Hohlraumvolumen kleiner, sodass ein Teil der Luft an der Lippe vorbei nach außen gedrückt wird.

Nach dem Loslassen strebt der Saugnapfkörper in seine ursprüngliche Form zurück, wodurch sich der Hohlraum vergrößert. Liegt die Lippe dicht an der Fläche an, kann Außenluft nicht ungehindert einströmen, und der Innendruck sinkt. Der höhere Außen- und niedrigere Innendruck erzeugen eine Druckdifferenz, die den Saugnapf gegen die Fläche drückt. Im Hohlraum verbleibt Luft; er ist nicht vollständig evakuiert.

Beim Ablösen am Rand wird ein Teil der Lippe angehoben. Dadurch strömt Luft ein und die Druckdifferenz nimmt ab. Das gesamte Pad gerade nach außen zu ziehen und einen Rand anzuheben sind deshalb zwei unterschiedliche Ablösevorgänge.

Drei Zustände im Saugnapfquerschnitt: Luft beim Andrücken herauspressen, Rückverformung bei dicht anliegender Lippe und Anheben des Randes zum Lufteinlass
Grün steht für den Saugnapf, Hellgrau für die Kontaktfläche. Die Abfolge zeigt das Herausdrücken von Luft beim Andrücken, die Vergrößerung des Hohlraums bei dicht anliegender Lippe und den Lufteintritt nach Anheben des Randes. Die Darstellung erläutert das allgemeine Prinzip; sie zeigt weder Produktabmessungen noch gemessene Verformungen.

Das erklärt auch die Bedeutung der Oberfläche. Staub kann die Saugnapflippe stellenweise anheben; eine Oberflächenstruktur kann Spalten bilden, die den Hohlraum mit der Außenluft verbinden. Ein Saugnapf kann eine Fläche scheinbar berühren, ohne am gesamten Umfang abzudichten. Ergebnisse auf Glas lassen sich außerdem nicht direkt auf strukturierte Wandfliesen übertragen.

Saugnapflippe, Saugnapfkörper und Grundplatte: Konstruktionsprüfungen

Ein Saugnapf muss sich zusammendrücken lassen, abdichten und unter Last Kontakt halten. Prüfen Sie konstruktive Änderungen anhand dieser Funktionen einzeln.

KonstruktionsmerkmalEinflussPrüfung an Mustern
Dichtkante der SaugnapflippeKontakt am gesamten Umfang und Begrenzung des LufteintrittsPrüfen Sie Kerben, Risse, Verformungen und überschüssige dünne Silikonreste am Rand, den sogenannten Grat. Verhindert Grat den Kontakt der Lippe, entfernen Sie ihn und prüfen Sie anschließend, ob die Dichtkante unbeschädigt ist.
SaugnapfdurchmesserDie bei dicht anliegender Lippe eingeschlossene FlächePrüfen Sie, ob die Lippe am gesamten Umfang abdichtet. Der Durchmesser allein bestimmt die Tragfähigkeit nicht.
HohlraumtiefeDas anfängliche Hohlraumvolumen; der tatsächliche Luftaustritt und die Volumenänderung nach dem Loslassen hängen auch von Saugnapfform und Andrückvorgang abBeobachten Sie den Luftaustritt beim Andrücken und ob die Lippe nach dem Loslassen an der Fläche bleibt. Die Tiefe allein bestimmt die Haltedauer nicht.
Wandstärke des SaugnapfsVerformung beim Andrücken und nach dem Aufhängen des SmartphonesPrüfen Sie, ob sich der Saugnapf niederdrücken lässt, wie er sich nach dem Loslassen zurückverformt und ob sich die Lippe unter der Last des Smartphones stellenweise von der Fläche hebt.
Grundplatte als Verbindung der kleinen SaugnäpfeWelche Saugnäpfe die Befestigungsfläche tatsächlich erreichenPrüfen Sie, ob eine örtliche Erhebung die Grundplatte anhebt und zwischen benachbarten Saugnäpfen und der Fläche Spalten lässt.
Anordnung der SaugnäpfeVerteilung der Saugfläche und der tatsächlich anliegenden SaugnapfgruppenPrüfen Sie den Kontakt am tatsächlichen Befestigungsort. Zählen Sie nicht lediglich die Saugnäpfe in der Zeichnung.

Eine örtliche Erhebung auf der Befestigungsfläche kann die Grundplatte anheben, sodass benachbarte Saugnäpfe die Fläche nicht erreichen. Die folgende Darstellung zeigt diesen Fall. Zusätzliche Saugnäpfe können fehlenden Kontakt nicht ausgleichen.

Prüfen Sie die Smartphoneseite gesondert. Prüfen Sie bei einem beidseitigen Pad, ob die Saugnäpfe an der Hülle richtig abdichten. Prüfen Sie bei einem Pad mit Kleberückseite, ob die Klebefläche flach an der Hülle anliegt. Guter Kontakt auf der Spiegelseite beweist nicht, dass die Smartphoneseite sicher befestigt ist.

Vergleich zwischen normal anliegender Grundplatte und einer mittigen Erhebung, die die Platte anhebt und benachbarte Saugnäpfe von der Fläche abhebt
Grün steht für Grundplatte und kleine Saugnäpfe. Rechts hebt eine mittige Erhebung die Platte an, sodass die Saugnäpfe auf beiden Seiten keinen Kontakt haben. Dies veranschaulicht eine Änderung der Zahl tatsächlich anliegender Saugnäpfe, nicht die Tragfähigkeit oder Haltedauer auf einer bestimmten Fläche.

Betrachten Sie die Materialweichheit zusammen mit der Konstruktion. Eine Lippe, die sich an die Oberfläche anschmiegt, kann besser abdichten. Prüfen Sie jedoch nach dem Aufhängen des Smartphones, ob sich der Saugnapfkörper so verformt, dass sich die Lippe stellenweise abhebt. Durch einen solchen Spalt kann Luft einströmen und die zuvor erläuterte Druckdifferenz verringern.

Auch ein Saugnapfkörper, der zum Niederdrücken zu steif ist, kann unzureichenden Kontakt haben. Vergleichen Sie bei verschiedenen Materialien sowohl den Kontakt nach dem Andrücken als auch den Zustand unter der Last des aufgehängten Smartphones. Gehen Sie nicht davon aus, dass weicher stets stärkere Haftung bedeutet.

Shore-Härte misst den Widerstand des Materials gegen das Eindringen eines Prüfkörpers, nicht die Saugkraft eines Smartphonepads. Vergleichen Sie zwei Silikonmaterialien mit demselben Härteprüfverfahren und Proben, die dessen Anforderungen an Dicke und Ebenheit erfüllen: flachen Silikonproben für die Materialprüfung.

Die Saugnapflippe ist dünn, und ihre Kontaktfläche kann gekrümmt sein. Eine Messung direkt dort kann durch Dicke und Form beeinflusst werden. Vergleichen Sie Materialien nicht anhand eines beliebigen Messwerts. Ob das fertige Produkt ein Smartphone halten kann, muss weiterhin durch Halte- und Ablöseprüfungen an der tatsächlichen Baugruppe bewertet werden.

Smartphone-Saugpads prüfen: Aufhängung, Abziehen und Ablösen am Rand

Hängt ein Smartphone an einem senkrechten Spiegel, zieht sein Gewicht nach unten. Die Druckdifferenz drückt die Saugnäpfe hauptsächlich gegen den Spiegel; die Reibung an der Kontaktfläche wirkt dem Abgleiten entgegen. Dringt langsam Luft an der Lippe ein, nehmen Druckdifferenz und Anpresskraft ab, und das Smartphone kann vor dem Ablösen verrutschen. Beobachten Sie getrennt, ob es noch haftet und ob es verrutscht ist.

Vergleich der Kraftrichtungen: parallel zur Befestigungsfläche, senkrechtes Abziehen und schrittweises Anheben von einem Rand aus
Dunkelgrau steht für die Smartphonehülle, Orange für die Klebstoffschicht, Grün für das Silikonpad und Hellgrau für die Befestigungsfläche. Der linke Pfeil verläuft parallel zur Fläche und entspricht dem Abgleiten nach unten bei senkrechter Nutzung. Die rechte Darstellung zeigt nur die Richtung einer am Rand wirkenden Kraft; ein Spalt an der Saugnapflippe ist noch nicht dargestellt.
Dieser Abschnitt erläutert die Anforderungen, Prüfbedingungen und Konstruktionsentscheidung für das jeweilige Silikonprodukt.Vergleich durchführenZu dokumentierende Ergebnisse
Dauerhaftes AufhängenVerwenden Sie dasselbe Smartphone mit derselben Hülle und befestigen Sie es an derselben Stelle, in derselben Ausrichtung und auf derselben Fläche.Zeitpunkte des ersten Verrutschens, des Ablösens und des Beobachtungsendes sowie Ort der Bewegung oder Trennung.
Abziehen nach außenZiehen Sie die Smartphonehülle mit einem Kraftmessgerät an einer vereinbarten Stelle senkrecht von der Befestigungsfläche weg. Halten Sie Zugposition und Zuggeschwindigkeit bei beiden Vergleichen gleich.Dokumentieren Sie Kraftverlauf und Trennvorgang. Legen Sie die Kenngröße vor dem Vergleich fest, etwa die Kraft beim ersten Ablösezeichen oder die Maximalkraft während des gesamten Abziehens. Verwenden Sie bei beiden Prüfungen dieselbe Kenngröße und erfassen Sie, welche Verbindung sich zuerst löst.
Ablösen am RandWählen Sie eine Seite der Smartphonehülle und heben Sie sie schrittweise an. Verwenden Sie für beide Vergleiche dieselbe Stelle und denselben Bewegungsablauf.Prüfen Sie, ob die Saugnäpfe nahe dieser Seite zuerst loslassen, ob die Verbindung auf der Smartphoneseite ebenfalls auseinandergezogen wird und ob nach dem Ablösen Risse oder Klebstoffschäden vorliegen.

Dass sich das Smartphone bei einem kurzen Versuch nur schwer gerade abziehen lässt, beweist nicht, dass es stundenlang am Spiegel bleibt. Leichtes Ablösen durch Anheben eines Randes bedeutet umgekehrt nicht, dass es leicht an der Fläche herunterrutscht.

Eine vorhandene Reihe anonymer Beobachtungsaufzeichnungen nennt folgende ungefähren Zeiten:

KontaktflächeIn den Aufzeichnungen zusammengefasste Zeit
GlasEtwa 2-4 Stunden
SpiegelKnapp 5 Stunden
FlieseEtwa 2 Stunden

Prüfperson, Belastung, Zuordnung der Aufzeichnungen zu einzelnen Mustern und vollständige Prüfbedingungen sind noch unklar. Bei der Fliesenaufzeichnung von etwa zwei Stunden ist außerdem nicht angegeben, ob dies der Ablösezeitpunkt oder das Beobachtungsende war. Diese Zahlen können daher nur als beobachteter Bereich genannt werden. Sie garantieren weder die Haltedauer dieses Produkts noch erlauben sie eine Rangfolge der drei Oberflächen.

Legen Sie vor dem Vergleich zweier Konstruktionen fest, welche Änderung die Prüfung bewerten soll. Um beispielsweise den Einfluss der Saugnapfwandstärke zu untersuchen, halten Sie andere Bedingungen möglichst gleich: Material, Gesamtmasse von Smartphone und Hülle, Befestigungsort, Kontaktfläche und Andrückvorgang. Dokumentieren Sie die konkrete Konstruktionsversion jedes Musters.

Ändern sich Material, Saugnapfform und Anordnung gleichzeitig, lässt sich die Gesamtleistung beider Mustersätze weiterhin vergleichen. Ein Unterschied in der Haltedauer kann dann jedoch nicht auf eine einzelne Abmessung zurückgeführt werden. Erfassen Sie Oberflächenmaterial, Struktur, Sauberkeit, trockenen oder nassen Zustand, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und die Musterzahl je Konstruktion.

Auch der Montagevorgang muss einheitlich sein: wo, wie und wie lange gedrückt wird. Dokumentieren Sie bei Pads mit Kleberückseite die vom tatsächlichen Klebstoffsystem geforderten Klebe- und Wartebedingungen. Beginnen Sie die Zeitmessung der Dauerbeobachtung nach abgeschlossener Montage. Haftet das Pad am Beobachtungsende noch, berichten Sie, dass es bis zu diesem Endpunkt gehalten hat, und nennen Sie die Dauer. Setzen Sie diesen Endpunkt nicht mit der maximalen Haltedauer gleich.

Soll das Produkt wiederholt abgenommen oder nach dem Reinigen wiederverwendet werden, legen Sie vor der Prüfung die Schritte jedes Zyklus einheitlich fest und dokumentieren Sie sie: welcher Smartphonerand angehoben wird, ob die Saugnapfkontaktflächen gewaschen werden, Reinigungsmethode und Trocknung. Verwenden Sie in jedem Zyklus denselben Ablauf und prüfen Sie danach erneut mit demselben Smartphone, derselben Kontaktfläche und demselben Montagevorgang.

Nur die Saugnapfkontaktflächen zu waschen und die Kleberückseite einzuweichen sind unterschiedliche Behandlungen, die getrennt dokumentiert und geprüft werden müssen. Bestätigen Sie zuerst die Eignung der Reinigungsmethode für das gewählte Silikon, die Klebstoffschicht und die Smartphonehülle. Gehen Sie nicht davon aus, dass jede Waschmethode geeignet ist. Die vorhandenen Aufzeichnungen belegen keine Anzahl von Wiederverwendungszyklen; ein einzelnes Haltedauerergebnis lässt sich nicht in eine Zyklenlebensdauer umrechnen.

Konturen, Farben und faltbare Ausführungen individuell gestalten

Die öffentlichen Produktangebote von YueHouDZ für Silikon-Saugnapf-Handyhalterung bieten Optionen für Farben, Logos und faltbare Ausführungen. Die zuvor erläuterten Ausführungen mit Kleberückseite und beidseitigen Saugnäpfen beschreiben die Befestigung auf der Smartphoneseite. Ob das Produkt faltbar ist, ist eine eigenständige Konstruktionsentscheidung. Marken können außerdem Anforderungen an Konturen, Farbkombinationen und Grafiken vorgeben.

Kontur.  Kreisförmige, quadratische oder abgerundete geometrische Formen sowie ein markeneigenes Symbol können Ausgangspunkte sein. Durch die Kombination von Konturen und Grafiken lassen sich innerhalb einer Produktreihe unterschiedliche Stile entwickeln. Prüfen Sie nach einer Konturänderung den Kontakt von Saugnapflippen und Grundplatte an realen Mustern.

Farben und Markenauftritt.  Gestaltungen können die Hauptfarbe einer Marke, Kontrastfarben oder abgestimmte Farbsets nutzen, ergänzt durch Logos und Grafiken auf der sichtbaren Fläche. Definieren Sie zuerst den visuellen Effekt und klären Sie danach seine Herstellung. Ein Farb- oder Grafikkonzept allein belegt nicht, dass ein bestimmtes Druckverfahren bereits validiert ist.

Faltbare Ausführungen.  Eine faltbare Variante kann ein innenliegendes faltbares Metallbauteil mit einer äußeren Silikonummantelung kombinieren. Bei der Herstellung wird zuerst das faltbare Metallbauteil in das Werkzeug eingelegt; anschließend wird die äußere Silikonschicht darum geformt. Dieser Aufbau lässt sich mit unterschiedlichen Konturen, Farben und Grafiken kombinieren.

Eine faltbare Konstruktion verändert die Produktform; sie belegt keine stärkere Saugwirkung. Prüfen Sie die Haftleistung im tatsächlichen montierten Zustand.

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