3D-Druck
Das Thema 3D-Druck ist schier endlos und würde eine eigene Webseite, etc. für sich beanspruchen. Dies ist hier nicht das Ziel. Viel mehr soll dieser Blog, Berichte und Tipps aus meiner Hobbytätigkeit enthalten. Also aus Sicht eines "Anfängers".
Neue Halterung (Rahmen) zu Bodum-Krug
Seit vielen Jahren besitze ich einen Krug zur Kaffeebereitung, aus dem Hause Bodum. Dieser wurde zwar in den seltensten Fällen für die Kaffeebereitung verwendet. Jedoch steht er als Tee-Krug im Einsatz. Doch die Jahre sind an der Kunststoffhalterung (Rahmen), nicht spurlos vorbei gegangen. Der Kunststoff wurde allmählich spröde und ist letztendlich gebrochen.
Was nun? Als erstes habe ich beim Hersteller nach einem Ersatzrahmen angefragt. Dabei stand die Farbe nicht einmal im Vordergrund. Leider wurde mir beschieden, dass der Rahmen nicht Einzeln erhältlich ist...
Jetzt einfach den Glaseinsatz entsorgen, dazu hatte ich nun definitiv keine Lust, wäre dies auch kaum nachhaltig.
Ein klarer Fall also für den eigenen 3D-Drucker. Ein einfacher Nachbau kommt in diesem Fall nicht in Frage, da zuviele Elemente überhängend sind und nur mit "Hilfsstützen" gedruckt werden könnten. Diese "Hilfsstützen" würden jedoch fast mehr Filament benötigen, als der Korb selbst. Letztendlich würde auch die Optik der Halterung dank den diversen Punkten leiden.
Also habe ich mir eine 2-teilige Konstruktion ausgedacht, wo der originale Handgriff wiederverwendet werden kann. Der Glaskrug sitzt dabei satt in der unteren Halterung. Dies soll sicherstellen, das der Glaseinsatz nicht aus der Halterung rutscht. Im oberen Bereich habe ich ein Klemmband erstellt, welches mit 9.5 mm, bewusst etwas enger ist, als der Glaskrug, welcher einen durchmesser von 9.6 mm aufweist. Auch hier soll durch diese Massnahme sichergestellt werden, dass das Klemmband nicht auf der Glasoberfläche ins "Gleiten" kommt. Die Originalschraube des Krugs, wird dabei nur gerade soweit angezogen, dass der Handgriff nicht mehr lottert und die Schraubenköpfe nicht den Kunststoff schwächen.
Erste Versuche, insbesondere, mit heissen Flüssigkeiten, waren erfolgreich gewesen. Die neue Halterung hält. Natürlich gibt es keine Langzeittests. Falls nun eine Materialermüdung eintreten würde, könnte das entsprechende Teil einfach wieder gedruckt werden.
Der Klemmring in der Konstruktion ist eine sehr einfache Konstruktion. Dennoch hat sich die Frage nach der nötigen stabilität gestellt, schliesslich wird insbesondere im Bereich der Schraube, punktuell, Druck ausgeübt. Zudem soll dieser Ring nicht auf der Glasoberfläche verrutschen.
Hier ist dann beim Anziehen der Schraube, Fingerspitzengefühl gefordert.
Auch der untere Teil hat seine Herausforderung. Dieser muss genau, den Glaskrug umschliessen, ohne einen Zwischenraum, etc. Ebenfalls musste dem Haltebügel eine besondere Aufmerksamkeit in der Konstruktion geschenkt werden. Dieser Bügel wird beim PLA-Drucker, überhängend gedruckt, was nur über kurze Distanzen möglich ist. Deshalb wurden die Seitlichen Wände des Halters nach unten abgrundet und so eine Stütze beim Druck erreicht.
Die STL-Dateien können unter den beiden nachfolgenden Links heruntergeladen werden:
Bitte beachten: Diese Druckvolagen sind für den Glaskrug mit Inhalt 1 Liter (Durchmesser 96 mm) erstellt worden.
- Klemmring oben (ca. 114 KB)
- Bodenbereich (ca. 528 KB)
Das "Kleingedruckte" am Schluss:
Die Verwendung der STL-Datei ist ausschliesslich für den persönlichen/privaten Gebrauch. Eine Weiterverbreitung in irgend einer Form, oder gar das Vermarkten ist ohne Genehmigung des Urhebers und der Urheberangaben nicht gestattet.
Der Urheber und Webseitenbetreiber lehnt jegliche Haftung für allfällige Schäden ab, welche direkt oder indirekt aus der Verwendung der heruntergeladenen Konstruktionen entstehen könnten.
Ein einfacher Blumentopf-Untersetzer
An einem Sonntagvormittag, bekomme ich, spontan einen kleinen Topf mit Primeln geschenkt. Leider lässt es die Witterung noch nicht zu, diese Blumen, im Garten ein zu pflanzen. Ebenfalls habe ich keinen passenden Untersetzer, welcher von der Grösse her passt und auch optisch etwas ansprechend ist. Dies sollte doch kein Problem sein...
Gesagt, getan. So setze ich mich kurzerhand an den Computer und konstruiere mir einen passenden Untersetzer, für diesen kleinen Topf.
- Duchmesser 10 cm
- Höhe 2 cm
- Wannentiefe 1.5 cm
Das sind die Abmessungen dieser doch sehr einfachen konstruktion, welche dem künftigen und schlichten Untersetzer beschieden ist.
So setze ich mich an das 3D-CAD und konstruiere diesen schlichten Untersetzer. Dies ist bei einer solchen einfachen Konstruktion relativ schnell geschehen. Nun wird die Konstruktion in eine STL-Datei exportiert und im Slicing-Programm weiterbearbeitet. Dabei werden nun die Daten zum Drucker, der Qualität, sowie der Temperaturen hinzugefügt. Dies sind beim aktuellen Druck:
| - Qualität: | Dynamisch - 0.16 mm |
| - Wandstärke: | 1.2 mm |
| - Untere Schicht: | 1.16 mm |
| - Deckschicht: | 1.16 mm |
| - Fülldichte: | 20% |
| - Füllmuster: | Gitter |
| - Drucktemperatur: | 230°C |
| - Temperatur Druckplatte: | 60°C |
| - Druckgeschwindigkeit: | 50 mm/s |
Was sich bisher einfach so schnell-schnell angehört hat, wird nun doch sehr schnell relativiert. Das Slicing-Programm verrät mir nun folgende Eckdaten zum Druck:
- Zeitdauer für den Ausdruck: ca. 6 Stunfen 12 Minuten
- Dabei werden 49 Gramm des Wunschfilaments benötigt, oder anderst gesagt, 16.42 m des Filaments
Trotz der Zeitangabe, lasse ich mich nicht abschrecken und beginne mit dem Ausdruck, schliesslich wollen die Blumen irgendwann wieder etwas zu zu Trinken haben...
So entsteht nun, mit der Zeit, der gewünschte Topfuntersetzer. Noch bevor Fotos für diesen Blogbeitrag erstellt werden können, wird dieser Untersetzer, seiner Bestimmung zugeführt. 
Wer nun diesen Untersetzer selbst ausdrucken will, der darf dies gerne machen. Nachfolgend ist die entsprechende STL-Datei zum Download.
Der Fainess wegen, sei hier noch erwähnt:
Die Verwendung der STL-Datei ist ausschliesslich für den persönlichen/privaten Gebrauch. Eine Weiterverbreitung in irgend einer Form, oder gar das Vermarkten ist ohne Genehmigung des Urhebers und der Urheberangaben nicht gestattet.
Download STL-Datei für den Untersetzer Blumentopf (Grösse: ca. 1'625 KB)
Ersatzteile herstellen zum Beispiel für Playmobil Planwagen von 1975
Hand aufs Herz, wer hat nicht schon daran gedacht, Ersatzteile für einen liebgewordenen Gegenstand selbst zu fertigen. Ja, auch ich nehme mich davon nicht aus. Insbesondere, wenn Original-Ersatzteile längst nicht mehr, oder bei Ersatzteilhändlern nur sporadisch erhältlich sind.
Als Beispiel nehme ich einmal den Playmobil Planwagen. Dieser wurde beim Hersteller ab 1975 gefertigt und unter der Produkt-Nr. 3243-A vertrieben. Ein Spielzeug, das auch heute, nach rund 48 Jahren problemlos bespielbar ist. Dies jedoch mit der Einschränkung, dass über alle die Jahre, etwas verloren gegangen sein kann, wie zum Beispiel der Deckel der Transportbox an der Hinterseite des Planwagens.
Da bei mir auch die Einrichtungen vorhanden sind, ist es nicht einfach beim Gedanken geblieben. Bei all dem Tatendrang ist 
natürlich auch schnell ein entsprechendes Ersatzteil entstanden. Dies sogar mit einem Holz-Filament, was eine rauere Oberflächenstruktur ergibt.
Nun steht dieser Planwagen wieder da, mit einem neuen Deckel, welcher nach eigenen Vorstellungen erstellt worden ist. Klar, ist es bei diesem Beispiel eine reine Spielerei, welche auch auf der Neugier beruht, wie das Holzfilament im fertigen Produkt zur Geltung kommt.
Der Deckel ist konstruiert und auch hergestellt. Darüber hinaus ist er passend und lottert nicht in der Originalaufnahme des Planwagens. Also alles was man sich wünscht.
Könnte nun diese Konstruktion auch als STL-Datei, weiteren Personenkreisen zugänglich gemacht werden? Aus rein technischer Sicht die Antwort: "Ja". Aber wie sieht es aus rechtlicher Sicht und dem Urheberrecht aus? Hier relativiert sich das vorgenannte "Ja" doch sehr schnell.
An diesem Punkt muss nun gesagt werden, dass ich kein Jurist bin und dies nicht umfänglich beurteilen kann. Doch die Auffassung des Originalherstellers, also Playmobil, besagt folgendes:
Zitat der Herstellerwebseite, Stand 08.01.2023:Direktlink auf die Webseite von Playmobil Schweiz zur gültigen Fassung der Richtlinien Customizing Wir unterscheiden bei Veränderungen (im Folgenden auch Customizing genannt) nach Einsatz im privaten und öffentlichen Bereich. Das Customizing im Privaten fassen wir weit und schließen damit die Aktivitäten unserer sehr geschätzten PLAYMOBIL-Fans, meist Erwachsene mit beachtlichen Sammlungen, ein. Hier sind wir sehr tolerant – immer vorausgesetzt, dass dadurch die wirtschaftlichen Interessen unseres Unternehmens gewahrt bleiben. So dürfen veränderte PLAYMOBIL-Figuren beispielsweise nicht verkauft werden. ...
3D-Druck Hinsichtlich rechtswidrig hergestellter oder öffentlich zugänglich gemachter 3D-Druckvorlagen von PLAYMOBIL-Figuren oder -Teilen gilt folgende gesetzliche Regelung: Das Herunterladen und Ausdrucken bzw. Verwenden von urheberrechtlich geschützten 3D-Vorlagen aus dem Internet (z.B. Tauschbörsen) ist ebenso illegal wie das Hochladen einer solchen Vorlage auf eine eigene oder fremde Webseite (öffentliches Zugänglichmachen). Bei Kenntnisnahme geht geobra Brandstätter gegen genannte Rechtsverletzungen vor. |
Fazit:
Aus obiger Stellungnahme leite ich mit meinem Menschenverstand ab, dass die Reproduktion des einzelnen Deckels geduldet wird, im Rahmen des Customizings. Dies insbesondere, da es sich um ein Einzelstück für meinen Privatbedarf handelt, somit auch kein wirtschaftlicher Schaden entstanden sein sollte.
Anders würde es jedoch aussehen, wenn ich die STL-Datei hier, oder auf irgend einer Webseite zum Download anbiete, oder das Teil gar fertig zum Verkauf anbieten würde. Um einem allfälligen juristischen hin und her, von vornherein aus dem Weg zu gehen, dürfen Sie, liebe Leser/innen die obigen Fotos betrachten, jedoch wird meine Konstruktion nicht für die weitere Reproduktion in irgend einer Form erhältlich sein.
3D-Druck - Ein kleiner Erfahrungsbericht als Anfänger
Der 3D-Druck eröffnet auch im Privatbereich und dem Modellbau, neue Perspektiven. So scheint es, als ob den Möglichkeiten keine Grenzen gesetzt sind. Zumindest scheint diese Ansicht bei einige Personen, welche sich noch keine Gedanken zum 3D-Druck gemacht haben, verbreitet sein. Dies geht auch aus Aussagen hervor, wenn jemand die Aussage macht:" Du hast ein 3D-Drucker. Das ist ja gut zu wissen, denn dann kannst Du, mir auch einmal das Eine, oder Andere Teil drucken." Meist wird dabei vergessen, dass diese Bauteile erstmal konstruiert werden müssen. Einfach ein Foto, oder eine "primitive" Handskizze ist nicht ausreichend, kann jedoch auf dem Weg zu einer Konstruktion, ein möglicher Schritt sein. Danach beginnt jedoch erst die Arbeit...
Seit Mitte 2021 beschäftige auch ich, mich auch mit dem 3D-Druck. Dies mit der Idee, im Modellbau eigene Konstruktionen zu entwickeln und zu fertigen. Die Herangehensweise war anfänglich auch mit einer gewissen Portion an Naivität. Zwar habe ich mir einige Druckermodelle verglichen, bevor ich mir das eigene Gerät gekauft habe. Jedoch bereits bei der Druckerauswahl beginnt eine Gewisse Überforderung. Es stellt sich nun die Frage, was ein vernünftiges Einsteigermodell sein soll. Ist dies ein günstiges Gerät? Wie gross soll der Druckraum sein? Welche Konstruktionsdateien, oder gar Programme werden unterstützt? Drucker mit beheizbarer Druckplatte, oder nicht? Alles Fragen, die auch ich nicht einfach beantworten konnte. Nun muss natürlich auch erfragt werden was hier sinnvoll ist. Auch bei mir war dies der Fall. Ganz nach dem Motto fragst du 3 Personen, bekommst du 5 Meinungen, sind auch bei mir die Antworten ausgefallen. Wichtig dabei ist, dass ich mir beginne zu meinen Bedürfnissen, Gedanken zu machen und die Infos so zu gliedern, dass ich daraus, mein eigenes Anforderungsprofil erarbeiten kann, auch mit dem Wissen dass ich dabei noch immer blutigster Anfänger bin.
So habe ich mir ein Anforderungsprofil zusammengeschustert, wie nachfolgend aufgeführt:
| - Druckraum (L x B x H): | ca. 25 x 25 x 25 cm |
| - Druckmaterial: | Filamente, wie PLA, ABS, Holz, TPU, PET-G* |
| - Auflösung | 100 microns (0.1 mm)* |
| - Druckplatte | Beheizbar |
| - Druckaufträge auch ohne PC-Verbindung drucken: | Ja |
| - Datenübernahme: | Aus produkteübergreifenden Konstruktionsprogrammen |
| - Anschaffungskosten: | Bis ca. CHF 500.-* |
* Die technischen Daten und Budgetpreise, etc. sind Stand 2021, also zum Zeitpunkt meiner Evaluation des Druckers und können sich mit der Weiterentwicklung der Technologie natürlich verändern.
Nun konnte ich mich nach einem entsprechenden Gerät umsehen. Kaum war dieser 3D-Drucker jedoch im Haus, stellte sich die nächste Herausforderung. Meine eigene Ungeduld...
Es ist klar, dass der neu erworbene Drucker, sofort sein Können unter Beweis stellen muss und brauchbare Ergebnisse liefern soll. Die mitgelieferten Druckvorlagen sind dabei recht und gut, jedoch nichts für meinen Geschmack. Zum Konstruktionsprogramm habe ich mir bis dahin ebenfalls noch nicht wirklich Gedanken gemacht und ist daher noch nicht vorhanden...
Eine schöne Auflistung von Plattformen und Tauschbörsen für Druckvorlagen, habe ich dann jedoch mit der Webseite "all3dp.com" gefunden. Dabei sei bereits jetzt gesagt, dass nun die Stunden auf der Suche nach einer Druckvorlage verfliessen. Der Drucker bereits zum erstem mal zur Nebensache wird. Anmerken möchte ich zu diesen Plattformen auch, dass hier auch ganz unterschiedliche Qualitäten der Druckvorlagen vorhanden sind. Also Konstruktionen vom Anfänger bis zum Profi, heruntergeladen werden können, was dann auch beim Druckergebnis entscheidend sein kann.
Ja, jetzt liegt die erste Druckvorlage auf dem Rechner, in einer STL-Datei. Doch jetzt einfach einen Knopf für das Ausdrucken betätigen geht noch nicht. Der 3D-Drucker wird mit dieser Datei noch nicht arbeiten können. Diese muss nun mit einem 3D-Druckprogramm, einem Slicer, bearbeitet werden. Ein solches war mit der Software "Cura" im Lieferumfang meines Druckers bereits enthalten, was mir hier die Suche sehr vereinfacht hat.
Eine 3D-Slicer-Software erzeugt nun aus den Konstruktionsdateien, welche z.B. als STL-Datei vorhanden sein soll, ein 3D-Modell für den eigenen 3D-Drucker, indem ein G-Code generiert wird. Dies ist eine weitverbreitete Programmiersprache, welche von 3D-Drucker gelesen wird. Dabei werden dem Modell, auch gerätespezifische Informationen und Vorgaben mitgegeben. Ebenfalls muss beim Slicen des Modells, Angaben zum verwendeten Druckmaterial gemacht werden, wie Material, z.B. PLA, Druckqualität, also die Auflösung, Druckgeschwindigkeit, Füllungsgrad, Wandstärke, Verarbeitungstemperatur des Filaments (Druckmaterials), Temperatur des Druckbetts, etc. Bei all diesen Angaben muss man jedoch nicht verzweifeln, hat es im Slicer-Programm doch ein Standardprofil, welches die wichtigsten Vorgaben einigermassen abdeckt. 
Dennoch sei hier der Rat gegeben, die Drucktemperatur- und Druckbettempfehlungen des Filamentlieferanten zu berücksichtigen und in der Eingabemaske des Slicers entsprechend zu korrigieren. Diese Angaben sind auf der Verpackung des Filaments, oder einem Beiblatt aufgeführt.
Ebenfalls ein wichtiges Thema beim Slicen ist auch die Frage, ob das Modell eine Stützstruktur benötigt. Bei einem Überhang im Modell ist eine solche Stützstruktur wichtig. Bei einem Modell welches flach auf der Druckplatte aufbaut nicht in jedem Fall notwendig. Wenn alle Angaben komplett sind kann der Slice-Vorgang für das Modell/die Vorlage gestartet werden und danach auf den Drucker übertragen werden.
Beim Drucken empfiehlt es sich trotz aller Ungeduld, vor dem ersten Druck die Kalibrierungen gemäss Angaben des Druckerherstellers zu befolgen und erst danach den Druck zu starten.
Mein erster Druck war nicht wirklich sensationell, konnte sich dennoch bereits als Erstlingswerk sehen lassen. Dies liegt weniger am 3D-Drucker, als viel mehr daran, dass nun das Erlernen der optimalen Druckereinstellungen und der Umgang, im Zusammenhang des verwendeten Filaments beginnt. So hatte ich mich gewundert, wieso beim Wechsel auf ein anderes Filament, plötzlich das Druckerzeugnis während des Druckvorgangs, sich von der Druckplatte ablöst. Dabei musste ich lernen, dass dies weder ein Problem des Druckers und der Druckplatte, noch des Druckmaterials, also dem Filament war. Die Druckplatte war lediglich zu kühl, da ich hier einfach den tiefsten Wert der Herstellerempfehlung eingestellt hatte...
Ist Ihnen, beim Lesen etwas aufgefallen? Der 3D-Drucker mittlerweile erste Ausdrucke teils mit Erfolg, teils auch auf Grund des fehlenden Wissens, als Fehlschlag machen dürfen. Jedoch ist noch kein eigenes Bauteil erstellt und gedruckt worden...
Erst jetzt hat die Suche nach einem 3D-CAD-Programm begonnen. Einige der professionellen Programme sind auf Grund der hohen Lizenzkosten, schnell aus dem Rennen geflogen, rechtfertigen aktuell, meine Hobby-Konstruktionen keinesfalls jährliche Kosten von mehreren hunderten, oder gar tausenden Franken. Dennoch habe ich mit "FreeCAD" ein sehr gutes und vor allem auch dem Hobby-Budget entsprechendes Programm gefunden. Nun kann es an die Konstruktion eigener Formteile gehen...
Zwar habe ich mit 2D-CAD, beruflich Erfahrungen gemacht, doch dazwischen und der 3D-Konstruktion liegen Welten, besser gesagt eine weitere Dimension. So muss ich nun das Konstruieren in 3D neu erlernen. Übrigens, mein anfänglicher Trick, im 2D-CAD einen Grundriss zu Zeichnen und diesen danach im 3D-CAD aufpolstern zu wollen, kann zwar gemacht werden, ist jedoch nicht wirklich zielführend...
Nicht nur das Erlernen der Funktionen im 3D-CAD waren eine Herausforderung, sondern auch das berücksichtigen der Stärke des Druckmaterials in der Konstruktion, z.B. bei einer Bohrung, oder bei einem Bauteil, welches in eine vorgegebene Öffnung eingepasst werden muss. Hier werden dann unausweichlich auch "Prototypen" gedruckt und danach bei Bedarf nachgebessert und nochmals gedruckt.
Mein Fazit zum Schluss:
Natürlich bin ich auch 1.5 Jahre nach meinem Start im 3D-Druck ein Anfänger und taste mich Schritt für Schritt, an komplexere Konstruktionen heran. Dennoch konnte ich diverse Erfolge verbuchen, was auch die Freude auf weiteres weckt.
Ein zweites Fazit mit Augenzwinkern:
Was ist mit denjenigen, die gemeint hatten, das Eine, oder Andere bei mir drucken zu lassen? Die haben von mir die Aufgabe gestellt erhalten, ihr Teil selbst zu konstruieren