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".
Zusätzliche Deckel für die stapelbaren Glasgefässe "Ooni Stack"
Der "Ooni Stack" besteht aus 3 Stk. Glasgefässen, welche stapelbar sind. Sie werden vom Hersteller, als Gefässe zur Teigzubereitung (Pizzateig) und Zutatenlagerung beworben. Nun müssen diese Gefässe ja nicht zwingend dafür verwendet werden, wie es der Hersteller angedacht hat. So habe ich diese Glasbehälter gekauft, als eigenständige Vorratsdosen. Da jedoch im original-Set, für diese 3 Schüsseln, lediglich ein Deckel aus Bambus enthalten ist, fehlten mir, zusätzliche Deckel.
Ja, diese können beim Hersteller einzeln bestellt werden, jedoch wollte ich diese mit meinem 3D-Drucker anfertigen. um erste Erfahrungen mit dem "TPU-Filament" zu sammeln.
Nun, den Deckel habe ich mit einem Holz-Filament gedruckt. Dieses hatte ich aus einem früheren Projekt vorrätig, und passt Farblich und von der raue Oberflächenstruktur, sehr gut zu den Vorratsbehältern. Der Fotovergleich des gedruckten und des Originaldeckels, kann sich doch sehen lassen.
Da der Originaldeckel mit einer "Silikondichtung", das Gefäss verschliesst, habe ich die Konstruktion meines Deckels ebenfalls so
gemacht, dass eine gummiartige Dichtung eingesetzt werden kann. Diese Dichtung ist mit einem "TPU-Filament erstellt worden.
Um es vorweg zu nehmen, gedruckt habe ich beide Teile auf einem 3-D Drucker Creality CR-6 SE. An diesem Drucker sind keine speziellen Anpassungen gemacht worden. Er ist also mit einer 0.4mm Messing-Düse (Nozzle) ausgerüstet, was für den Holzdruck nicht ganz optimal ist, da Messing ein weiches Material ist und der Verschleiss auf die Dauer erhöht sein kann. Hier gilt es wohl für jeden abzuwägen, ob eine Düse mit härterem Material Sinn machen kann. Ich habe mich gegen die Anschaffung einer Düse aus härterem Material, wie z.B. Stahl entschieden.
Ebenfalls ist der Extruder, also die Fördereinheit, für das Filament nicht direkt auf dem Druckkopf angebracht. Also hat der der Drucker keinen "Direct-Drive Extruder".
Das "Holz-Filament" lässt sich ohne Probleme, auf dem erwähnten Drucker drucken. Die Temperaturen für den Druckkopf und das Druckbett habe ich gemäss den Empfehlungen des Herstellers, eingestellt. Diese Empfehlungen befinden sich auf der Verpackung. Um ein qualitativ gutes Druckergebnis zu erhalten bereite ich vor dem Druck, das Filament, im Filamenttrockner vor. Dabei wird das Filament bei rund 50°C warmer Luft getrocknet, was sich ohnehin für jedes Filament-Material empfiehlt. Ansonsten ist der Druck vergleichbar mit "PLA-Filament".
Da jedoch im Kunststoff, echter *Holzstaub" enthalten ist, kann es beim Druck, insbesondere im Bereich des "Extruders", zu einer Sägemehlartigen Verschmutzung kommen. Diese reinige ich dann regelmässig mit einem Staubsauger. Dem Extruder sollte ebenfalls etwas Aufmerksamkeit gewidmet werden. Dieser darf für den zuverlässigen Druck, nicht "durchrutschen" und wird nach dem Druck mit dem Holzfilament. etwas gereinigt, damit der Holzstaub weg ist. Dazu blase ich jeweils den geöffneten Extruder mit Pressluft aus.
Den ferig gedruckten Deckel habe ich zur optischen Verbesserung, mit einem feinen Schleifpapier, auf der oberseite etwas nachbehandelt, um den Glanz zu entfernen. Dies, da die Oberseite während dem Druck, direkt auf dem Druckbett gelegen hatte. Somit 
hat während dem druck, diese Fläche, die Struktur des Druckbetts angenommen. Mit dem anschleifen solll der Deckel, die Holzhaptik ethalten und die raue Struktur der übrigen Oberflächen erhalten.
Nun wende ich mich jedoch dem Auslöser dieses Druckprojekts zu. Der Dichtung. Wie das Original soll auch dieser Deckel, das Gefäss, je nach Anforderung, dicht verschliessen. Meine Formulierung im vorstehenden Satz lässt bewusst eine doppelte Möglichkeit zu. Genau diese beiden möglichkeiten habe ich im Projekt umgesetzt, mit zwei "Dichtungen". Eigentlich müsste ich sagen mit einer Dichtung und einem Distanzring. Dies da der Deckel als Universalgrösse, für beide Varianten konstruiert ist. Der unterschied zwischen dem Distanzring und der Dichtung ist lediglich der, dass die Dichtung eine minimal breitere Wandstätke hat, um einen gewissen Andruck auf die Glasfläche der Schüsselwand zu erhalten. Der Distanzring hat konstruktionsbedingt keinen Andruck. Der Deckel wir demnach lose auf das Gefäss gelegt.
Auch das TPU-Filament habe ich vor dem Druck mit dem Filamenttrockner getrocknet. Zur Druckvorbereitung habe ich mit "3Dlac" einem Sprühkleber, einen Film auf die Druckplatte aufgetragen. Der Grund dafür ist nicht der, dass die Haftung auf meiner Druckplatte zu gering gewesen wäre. Im Gegenteil, der este Druckversuch zeigte bei meiner Druckplatte eine derart starke Haftung, dass das Ablösen nur mit roher Gewalt erfolgen konnte. Je nach Quelle der Druckanleitungen zum Drucken von TPU-Materialien wird jedoch auch erwähnt, dass die Haftung mit dieser Trennschicht verbessert werden muss. Dies ist wohl abhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Druckbetts.
Empfehlungen, eine Trennschicht mit einem Leimstift zu erstellen, sind zwar vom Ergebnis her ebenfalls Zielführend. Doch habe ich dies bei einem früheren Druckprojekt tatsächlich einmal gemacht! Duckergebnis war perfekt. Doch die Leimverschmierte Druckplatte danach zu reinigen, das war doch ein rechter Aufwand... Der Leim war regelrecht auf der Druckplatte "eingebrannt".
Der Druck mit dem TPU-Filament erfolgt mit tieferen Temperaturen, als zum Beispiel beim PLA. Für ein gutes Druckergebnis sollte auch die Druckgeschwindigkeit reduziert werden. Ich habe meine Dichtungen, mit folgenden Einstellungen gedruckt:
- Drucktemperatur: 225 °C
- Druckbett: 65 °C
- Geschwindigkeit: 40 mm/s
- Lüfter/Kühlung: 20%
- Schichtdicke: 0.16 mm
Diese Einstellungen können nicht als allgemeingültig betrachtet werden, sondern sind zur Veranschlichung gedacht. Je nach Hersteller und Zusammensetzung des Filaments können die Einstellwerte auch etwas abweichen. Grundsätzlich halte ich mich auch bei diesem Filament, an die Angaben des Herstellers.
Bei TPU Filament kann die Flexibilität der Bauteile mittels Fülldichte und Füllmuster bestimmt werden. Eine zu gering gewählte Fülldichte erkennt man an einer schlechten Oberflächenqualität der Bauteilwände. Eine Fülldichte von 25-30% sollte in der Regel nicht unterschritten werden. Bei den obigen Dichtungen habe ich eine Fülldichte von 25% gewählt.
Das TPU Filament reagiert empfindlich auf schnelle Bewegungen, die bei der Retraction vorkommen. Dabei können schnell Verstopfungen in der Düse entstehen. Es daher zu empfehlen, den Rückzug zu deaktivieren. So wird das Dehnen und Komprimieren des flexiblen Filaments in der Düse weitestgehend verhindert.
Download der STL-Dateien:
- Deckel (deckel.stl /1280 KB)
- Distanzring (dichtung-2.stl / 1231 KB)
- Dichtung (dichtung-3.stl / 1231 KB)
Modellbau: Geländer zum selber drucken
Für die Modellbahn benötige ich ein spezielles Brückengeländer. Ob für eine neue Brücke, oder einer Reparatur eines Geländers, welches durch meine unaufmerksamkeit, schaden genommen hat. Da bleibt oft eine Neukonstruktion unumgänglich.
Nachfolgend stelle ich einige Eigenkonstruktionen vor:
Geländer für Betontrog-Brücke:
Für meine Betontrog-Brücke habe ich ein halbhohes Geländer gesucht, welches seitlich an die Brückenkonstruktion montiert werden kann.
Der Baubericht kann hier nachgelesen werden.
- Länge: 163 mm
- Weitere Abmessungen (für bessere lesbarkeit Grafik anklicken):
- Download STL-Datei: gelaender_betonbuecke.stl (ca. 29 KB)
Ersatzgeländer für Bietschtalbrücke:
Das Modell der Bietschtalbrücke von Faller hatte bei Auslieferung ein Geländer. Leider ist dieses im Laufe der Zeit, zumindest teilweise abgebrochen. Ein entsprechender Ersatz drängt sich also auf. Dabei soll dieses Geländer eigene Bodenflanschen haben, um auf der Brücke aufgesetzt zu werden.
Auf dem Foto rechts, ist die Stelle zu erkennen, wo das Geländer abgebrochen ist. Nur ein kleiner Teil vom originalgeländer (vorne links) ist noch vorhanden. Im Hintergrund ist bereits das neue Geländer aus dem 3D-Drucker zu erkennen.
- Länge: 136 mm
- Weitere Abmessungen (für bessere lesbarkeit Grafik anklicken):
- Download STL-Datei: gelaender_stand.stl (ca. 17 KB)
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:
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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)