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Fachartikel: Einstieg in die dritte Dimension - Dreidimensionale Gestaltung von Silikontastaturen

Veröffentlichung in der Fachzeitschrift elektronikJournal

Einleitung
Silikontastaturen oder Geräte mit Silikontasten begegnen uns im täglich Leben. Ob Telefon oder Fernbedienung, jeder Mensch drückt beinahe jeden Tag auf eine Silikontaste. Durch den hohen Schutzgrad bis zu IP68 kommen diese Tastaturen heute selbstverständlich auch in Messgeräten, in Industriesteuerungen, in öffentlichen Terminals, medizinischen Geräten und anderen Bedieneinheiten täglich zum Einsatz. Beste Fühlbarkeit und chemische Resistenz zeichnen diese Tastatur-Technologie aus. Der Aufwand zur Herstellung von Silikontastaturen ist allerdings nicht zu verachten. Jedoch bieten diese Gummitastaturen durch die Möglichkeit der dreimensionalen Gestaltung viele Vorteile für den Kunden.
Folie versus Gummi
Mobile Applikationen bevorzugen häufig die Technologie einer Folientastatur aufgrund des geringeren Gewichts. Da Folien jedoch normalerweise plan sind, beschränkt sich die Anwendung dieser Technologie überwiegend auf zweidimensionale Objekte wie z.B. Frontplatten. Will man sich dagegen aus der zweidimensionalen Einschränkung der Folientasturen befreien, so kommt die Technik der Silikongummitastaturen zum Zug. Gestalterisch bewegt man sich damit wieder mehr auf die Langhubtastaturen zu.
Staub- und wasserdicht
Die Gummitastentechnologie stellt ungemein mehr Gestaltungsmöglichkeiten in der dritten Dimenson zur Verfügung. Bei diesen staub- und wasserdichten Tastenmatten kann eine starke Betonung der Dreidimensionalität erreicht werden. Designerischen Ambitionen bezüglich Form, Farbe und Layout sind hier kaum Grenzen gesetzt. Allerdings geht bei der Produktion praktisch nichts ohne Werkzeuge. Diese sind jedoch aufgrund des nicht allzu hohen Drucks in der Form - die Herstellung der Silikontastaturen ist mehr mit Waffelbacken, denn mit Kunststoffspritzen zu vergleichen - relativ preiswert und betragen für ein vergleichbar großes Objekten nur etwa ein Achtel bis ein Fünftel der Kosten eines Spritzgusswerkzeuges. Durch die geschlossene Oberfläche der Gummitastaturen lassen sich Geräte relativ gut sauber halten und abdichten. Durch die vollständige Ausformung des Tastaturgrundkörpers mit Silikonmasse kann auf die mechanisch oft sehr kritischen Einzeldurchführungen der Tasten durch das Gehäuse verzichtet werden. Für den Einbau der Tastatur wird lediglich ein leicht zu beherrschender, kompletter Durchbruch vorzusehen.
Hintergrundbeleuchtete Matten
Bei den Silikontastaturen sind beliebige Farbgebungen und Beschriftungen möglich. Transparentes Silikongummimaterial erlaubt selektive farbliche Ausleuchtung und komplettes Nachtdesign, wie es von Handys bekannt ist. Die verschiedenen Grundfarben der Tasten in einer Matte werden aus transparentem Basis-Silikon durch die Beimischung entsprechender Farbpigmente erzeugt. Um eine positiv (weiß auf schwarz) hintergrundbeleuchtete Silikonschaltmatte herzustellen, wird zunächst auch eine durchsichtige Grundmasse verwendet, die durch das Verdichten und Erhärten milchig wird. Nach der Fertigstellung wird eine weiße Farbe auf die Tastenköpfe aufgetragen und eingebrannt. Anschließend wird die ganze Silikonmatte komplett schwarz besprüht. Mittels einem Laserplotter werden die leuchtenden Elemente wie z.B. Buchstaben oder andere Symbolen weggebrannt. Die weiße Farbe kommt somit wieder zum Vorschein. Damit ein optimaler Kontrast gewährleistet. Für negativ hintergrundbeleuchtete Silikonmatten, d.h. schwarz auf weiß, bleibt die Matte im transparenten Design erhalten. Sie wird dann mittels Laser mit feinsten, filigranen Symbolen negativ beschriftet, so dass bei gewünschter Hintergrundbeleuchtung nur die Schrift leuchtet. Beide Technologien erlauben auch kleinste, kompakte Tastenanordnungen - etwa für Miniaturtastaturen zur gelegentlichen Eingabe von Einstellparametern an Maschinen und Messgeräten.
Gutes Eingabefeeling
Neben der fast beliebigen Ausformung können die Tasten mit harten Kunststoffkappen überzogen werden, so dass ein Feeling wie bei Kunststoffkappen von Langhubtasten entsteht. Allerdings sind Silikontastaturen im Vergleich zu Folientastaturen mechanisch bei weitem nicht so robust. Zwar sind sie - wenn vergoldete Kontaktflächen für den üblicherweise verwendeten Leitgummikontakt gewählt werden - elektrisch langlebig und sehr zuverlässig. Der für die Beweglichkeit, die Rückstellung und den Druckpunkt an den einzelnen Gummitasten verantwortliche Gummifaltbalg ist jedoch gegen aussergewöhnliche, mechanische Beanspruchung, die über die normale Betätigung der Tasten hinaus geht, empfindlich. Daher ist ein ungeschützter Einsatz, z.B. beim Einsatz im unbeaufsichtigten, öffentlichen Bereich (vandalismusgefährdet), nicht zu empfehlen.
Stahlpanzer gegen Vandalismus
Will man die guten, in der Dynamik des Tastenelementes liegenden Eigenschaften der Silikontastaturtechnologie nutzen, obwohl man mit Vandalismus rechnen muss, wird die Gummimatte mit einem Stahlpanzer bewehrt. Die preiswert erstellbare Gummimatte erfüllt dann abdichtende und sensorische Funktionen. Bei großen Serien kann eine so gestaltete Vollhubtastatur ihre vielfältigen Aufgaben preiswert und sicher erfüllen.