Standardisierung Lochabstand und Größe 3D Druck

[stochri]

Seit einigen Jahren experimentiere ich mit 3D gedruckten Teilen.
Im Moment fasziniert mich die Idee von standardisierten und wiederverwendbaren Teilen.
Die Idee dazu habe ich auf dieser Seite gefunden:

OpenRoboticPlatform auf Kickstarter


(https://www.kickstarter.com/projects/nikodembartnik/the-first-openroboticplatform-chassis-make-100)Der wesentliche Trick: Es werden M3-Schrauben und ein Lochabstand von 20mm verwendet.

Ich habe schon ein paar Teile selber entworfen und ein wenig experimentiert. Mittlerweile habe ich das Gefühl, ein Lochabstand von 10mm wäre eventuell auch praktisch.

Was haltet ihr davon?

[Rabenauge]

Für Einsteiger keine schlechte Idee.
Oder, wenn man sich einfach ne Experimentier-Plattform bauen will, an der ständig herumgeschraubt wird.
Könnte ich mir, für meine Freddie-Reihe, durchaus vorstellen.

Das ist aber wie mit Lego: alles, was mit Lego eben geht, ist kein Problem- alles andere geht eben nicht.
Man muss sich damit arrangieren- wenn du jetzt sagst: Raster 10mm, kommt der nächste und will 5mm.
Besser wäre eigentlich ein Vielfaches des Lochdurchmessers. Rechnet sich halt blöd.

Ansonsten bevorzuge ich dann doch individuelle Designs- auch, weil 3.5mm Lochdurchmesser zu viel ist, um Teile mit M3-Schrauben (die haben standardmässig nen Gewindedurchmesser von 2.8mm) präzise zu verschrauben.
Das kann dann schon mal leicht schief werden.
Bei meinem FDM-Drucker z.B. passen M3-Schrauben leichtgängig, aber spielfrei, wenn ich die Bohrungen mit 3.1mm Durchmesser zeichne. Beim SLA-Drucker sinds 2.85mm.

Auch kriegt man weit höhere Stabilitäten hin, wenn man die Teile nicht nur Fläche an Fläche verschraubt, sondern irgendwelche formschlüssigen Verbindungen hat.

Dennoch: eine schlechte Idee ist das nicht, vor allem deshalb, weil man nicht mehr jedes Teil selber zeichnen muss, wenn man nur mal schnell was probieren will.

[Holomino]

Ich hatte das auch mal ausprobiert - mit Muttern zum Einlegen.
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Kurz darauf hatte ich allerdings angefangen, Teile mit 2,9mm Blechschrauben zu verbinden. Das hält zumindest in PLA bombensicher, man dreht sich nicht bei jeder Schraube einen Wolf (2 Umdrehungen ins Material reichen) und wenn's wirklich mal ausreißt, reicht ein Tropfen Heißkleber.

[stochri]

Ich hatte das auch mal ausprobiert - mit Muttern zum Einlegen

Sowas hatte ich auch schon angedacht.
Praktisch sind auch diese Gewindeeinsätze (https://www.3djake.de/3djake/gewindeeinsaetze-50er-set), die kann man mit dem Lötkolben bei schwacher Temperatur ins Loch pressen.
Im heimischen Bastelschrank finden sich natürlich eher die Muttern. Vielleicht könnte man die auch mit einen Lötkolben fixieren, wenn man die Aussparung für die Mutter etwas kleiner macht.


Das ist aber wie mit Lego: alles, was mit Lego eben geht, ist kein Problem- alles andere geht eben nicht.
Man muss sich damit arrangieren- wenn du jetzt sagst: Raster 10mm, kommt der nächste und will 5mm.
Besser wäre eigentlich ein Vielfaches des Lochdurchmessers. Rechnet sich halt blöd.
Bei der Standardisierung ist es klar so, dass nicht alles geht. Aber wie die Leute von ORP anmerken, das Konstruieren der Teile geht immer ewig und es wäre manchmal besser, man könnte einfach in eine Bibliothek greifen.

[Aarna785]

Soon after, I began fastening components with 2. (https://storysaver.page/)9mm sheet metal screws. In PLA, it holds incredibly well, requiring just two turns into the material without excessive tightening. If any part loosens, a dab of hot glue effectively secures it. This method ensures sturdy assembly without the need for excessive force or complicated fastening techniques.

[stochri]

Das mit den "2.9mm sheet metal screws" ist bestimmt eine gute Idee. Wenn man die Konstruktionen aber mehrfach auseinanderbauen und wieder zusammenbauen will, leiern die Gewinde vermutlich aus.

[Holomino]

leiern die Gewinde vermutlich aus.
Eigentlich nicht, weil man schon bei den 2,9ern nicht mehr dazu tendiert, zu überdrehen. Aber das musst Du wahrscheinlich selber mit den Teilen einmal ausprobiert haben, um das zu glauben.
Vielleicht ist es wie bei Notebooks: Das einfachere Handling ohne Muttern und mit schnellerer Eindrehzeit fürs Gehäuse und das "dilletantenunkaputtbare" M-Gewinde an Serviceklappen für den Endkunden.

Letztlich haben wir ja auch den Vorteil, dass wir, wenn etwas wirklich irreparabel kaputtgeht, es einfach neu aus dem Drucker ziehen können.

[stochri]

Es ist gar nicht so einfach, im Baumarkt die richtigen Schrauben zu kriegen. Ich hatte mal vor einiger Zeit ein paar Kunststoffschrauben aus einem alten Drucker verwendet. Im nächsten Baumarkt gibt es fast nur Holzschrauben und die meistens mit Torx-Kopf. Im Anhang mal die Schrauben, die ich gekauft habe. Ideal scheint mir das nicht.
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[stochri]

Hier mal die erste Konstruktion eines Platinenhalters. Man sieht, wie die Senkkopfschrauben nicht bündig auf der Platine aufliegen.
Die Druckzeit für den Rahmen ist ziemlich lang und beträgt ~2.5 Stunden.
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[Rabenauge]

Die Spaxe haben einen Vorteil: die halten, aber so richtig.
Durch das vergleichsweise grobe Gewinde greifen die richtig gut in Kunstoff.
Schön, geht allerdings wirklich anders....du könntest dir "Unterlegscheiben" dazu drucken, die den Kopf aufnehmen können.
Tamiya z.B. benutzt selbstschneidende Schrauben in vielen RC-Modellen, immer dort wo sie in Kunstoff greifen müssen- das hält weit besser als metrische Gewinde in Plastik.
Die Schrauben kann man auch einzeln kaufen, bei den Tamiya's benötigt man aber JIS-Schraubenzieher.

Ich hätte übrigens versucht, die Steher für die Schrauben mit dem Gehäuse zu verbinden, das bringt dort viel mehr Stabilität rein (und stresst den Drucker weniger-> weniger Retracts).

[stochri]

Ich hätte übrigens versucht, die Steher für die Schrauben mit dem Gehäuse zu verbinden, das bringt dort viel mehr Stabilität rein (und stresst den Drucker weniger-> weniger Retracts).

Dass man Retracts vermeiden sollte, wusste ich nicht. Hast Du eventuell ein Bild von dem "Steher" (vielleicht sollte man ihn eher "Platinenfuß" nennen)?
Ich habe versucht, die Druckzeit zu verkürzen und gleichzeitig die Füße mit kleinen Winkeln abzustützen:
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Richtig super schnell war der Druck aber auch nicht.

[Rabenauge]

Deine Stützen da bringen schon was.
Das Problem beim vorigen Teil war, dass die dünnen Platinenfüsse frei stehen, und dann auch noch in Layer-Richtung gedruckt werden. Das wird nicht allzu stabil...mach mal nen Probedruck mit so nem Säulchen, das wirst du relativ leicht abbrechen können.


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Das ist zwar ein Gehäuse für ein Ladegerät, aber im roten Deckel siehst du, was ich meine (in den Ecken)- so kriegt man viel mehr Stabilität rein.

Das mit den Retracts...normalerweise sollte ein Drucker damit schon klar kommen, aber wenn es mal noch feiner wird, kann es Ärger geben. Einige Druckköpfe (die full-metal-Hotends z.B.) sind da recht empfindlich, weil bei jedem Retract das schon erhitzte Material nach oben gezogen wird- das bringt Hitze dorthin, wo sie nix zu suchen hat, und kann dann schon mal verstopfen.
Daher sind möglichst wenige Retracts im allgemeinen besser.

Ich hab mal Tränenblech (in 1:10) gedruckt, das war zum davonlaufen...alle 2mm ein Rückzug, das mochte der Drucker nach einigen Minuten gar nicht mehr.

[stochri]

Interessant, dass Du Blender als CAD-Tool verwendest. Blender schien mir immer etwas kompliziert und deshalb verwende ich OpenSCAD, besonders weil man dann alles parametrierbar machen kann.
Eigentlich will ich schon seit längerem mit dem 3D-Drucker Gehäuse machen. Allerdings dauern die Drucke immer so ewig. Wenn man einen Fehler beim Design macht, dauern die Wiederholungsversuche dann immer lang. Deshalb fände ich ein flexibles System mit konstantem Lochabstand extrem praktisch. Eventuell könnte man auch die Seitenplatten mit einer kleinen Kreissäge herstellen und dann mit 3D-gedruckten Winkeln verbinden. Im Anhang mal ein Bild einer Gehäusehalbschale mit 100mmx80mm, die schon 4.5 Stunden beim Druck bräuchte. Daneben die Idee eines Gehäusewinkels, mit dem die Platten zusammengenschraubt werden können.
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[Holomino]

Hat bei mir 2 Jahre gedauert, bis ich im Slicer das erste mal den Layerabstand von 0,1 auf 0,2mm gestellt hatte.
Schon mal probiert?

Was auch was bringt: Senkrechte Wandstärke so bemessen, dass sie ohne Infill nur als Kontouren gedruckt wird (Bei mir 1,4mm für 4 Bahnen)

Den Boden würde ich wahrscheinlich auch nur solide drucken, wenn's ein Netzteil ist. Material und Zeit sparen kann man bei gleicher Stabilität aber immer noch, wenn man ihn hauchdünn (2..3 Layer) mit zwei diagonalen Streben konstruiert.

[Rabenauge]

Druckzeit ist kein Problem mehr.
Früher hab ich auch immer versucht, den Druck möglichst schnell in die Finger zu bekommen, aber inzwischen leg ich mehr Wert auf Qualität (die leidet nämlich deutlich, wenn man zu schnell druckt).
Grössere Sachen lasse ich einfach über Nacht drucken, oder wenn ich arbeiten bin.

Aber, wie @Holomino schon sagt: man kann mit den Slicer-Einstellungen auch eine Menge Zeit sparen.
Ich benutze beispielsweise meistens Waben-Infill. Das gibt stabile Teile, aber die Druckzeit geht auch rauf.
Dafür wiederum setze ich auf weniger Infill, und nen Wand-Layer mehr, wenns stabil werden soll.

Bei Anpassungen mache ich es meistens so, dass ich mir Probestücke mache: einfach nur den Teil, der ans andere passen muss, und drucke das erst mal schnell (höhere Geschwindigkeit, weniger Infill und Wände).
Mit der Zeit weiss man aber dann auch, welche Toleranzen man braucht, damit zwei Teile perfekt zusammenpassen.

In Blender hab ich aber auch die Möglichkeit, die Polygone, die passen müssen, vom vorherigen Teil ins zweite zu kopieren, und kann somit sowas perfekt klonen.
Wenn man die dann ggf. noch passend zurecht skaliert, kriegt man leicht spielfreie Verbindungen hin.
Blender benutze ich deshalb, weil ich damit schon seit ~20 Jahren arbeite (hab früher auch ganz andere Sachen mit gemacht), und das Programm in-und auswendig kenne.
Dadurch, dass Blender eben ein Alleskönner ist, hat man noch ganz andere Möglichkeiten als in nem reinen Geometrie-Programm.
Beispielsweise kann man eine Figur, die man als Vorlage hat, auch mal in ne andere Pose bringen oder so Geschichten- daran wird ein reines CAD-Programm ganz schnell scheitern.
Oder "organische" Dinge, die eben diverse Wölbungen haben etc.

Und auch die spätere Weiterverarbeitung der Meshes ist sehr viel einfacher, da man ne saubere Geometrie hat. Das, was ich da oft bei Thingiverse oder Prusaprinters sehe, was von irgendwelchen CAD-Programmen kommt, ist ja entsetzlich.
Aber es stimmt: ein Einsteiger wird sich daran erstmal einige Zähne aus beissen müssen, ehe er klarkommt.

[stochri]

Das mit Blender klingt sehr interessant, vielleicht muss ich doch mal die Mühen auf mich nehmen und das Programm lernen.


Ich benutze beispielsweise meistens Waben-Infill. Das gibt stabile Teile, aber die Druckzeit geht auch rauf.

Hier gibt es ein Video und ich hatte den Eindruck, dass ein anderes Infill die Stabilität nur wenig erhöht:

https://hackaday.com/2024/02/25/one-object-to-print-but-so-many-settings/

Vielleicht wäre es mal interessant, nur den Infill zu drucken:

https://hackaday.com/2021/05/11/3d-printed-desiccant-container-exploits-infill/

(https://hackaday.com/2021/05/11/3d-printed-desiccant-container-exploits-infill/)

[Rabenauge]

Ja, mit den Infill-Möglichkeiten mal etwas zu spielen, kann durchaus Sinn machen.
Inzwischen gibt es auch Infills, die die Druckzeit deutlich verkürzen, wenn man die Stabilität nicht braucht.
Da wird dann nur dort Infill gedruckt, wo die Oberseite gestützt werden muss usw.

Die Wabe ist bei mir Standard, was nicht heisst, dass ich nicht auch ab und zu was anderes nehme. Die 3D-Wabe liefert noch mehr Stabilität...

Wegen Blender: ich hatte da mal was zu hochgeladen:


https://www.youtube.com/watch?v=FKKKrqdN_1I

Zweiter Teil:


https://www.youtube.com/watch?v=UXOsjL5cbLM&t=52s

Bin nur nie dazu gekommen, das mal fort zu setzen.

[stochri]

Hmm, man kann mit Blender also auch STL-Dateien importieren. Ich habe das gerade mal mit meinen in OpenSCAD (https://openscad.org/) generierten Bauteilen gemacht. Die Navigation in Blender ist etwas gewöhnungsbedürftig, weil ich es gewohnt bin, das Zentrum verschieben zu können, sodass ich die ganze Szenerie von verschiedenen Positionen beobachten kann.

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Aber zurück zum Thema der Standardisierung: Äußerst praktisch ist es, wenn man die verschiedenen Bauteile schon fertig auf der SD-Karte des Druckers liegen hat und dann einfach bei Bedarf eines auswählt und drucken lässt, sowie die verschiedenen Winkel im Bild.

Die Frage ist auch, ob man sich an einen Standard anlehnt. Es gibt die Systeme für die optische Forschung. Die haben einen Lochabstand von 25mm und M6-Schrauben. Das ist einigermaßen inkompatibel zu den von ORP vorgeschlagenen 20mm Lochabstand mit M3.

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[Rabenauge]

Sicher, dass der Lochabstand genau 25mm ist?
Bei 25mm klingelts bei mir nämlich: ein Zoll ist 25.4mm.
Das wird auf grösseren Beiteilen wichtig (das addiert sich dann auf), oder wenn, statt "ungefähr 12mm") ein halber Zoll gemeint ist.
Diese zöllischen Masse findet man gerade im Technik-Bereich oft.

Natürlich kann Blender auch *.stl importieren, und bearbeiten, ebenso wie die meisten anderen Formate.
Und mit dem 3D-Druck-Plugin kann man die Dateien vor dem Export auch auf Fehler checken (und einiges andere).

[oberallgeier]

.. Diese zöllischen Masse findet man gerade im Technik-Bereich oft ..Die NASA machte damit nen s..teueren Rechenfehler beim Climate Orbiter; verwechselte 1999 metrisch mit zöllisch. Soweit bekannt (https://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/mars-climate-orbiter-absturz-wegen-leichtsinnsfehler-beim-rechnen-a-44777.html) *gg*

[stochri]

Ja, das mit den Zoll ist manchmal ärgerlich. Ich habe mich vor kurzem mit verschiedenen deutschen Physikern unterhalten und die bevorzugen das metrische System.
Bei den optischen Tischen kann man neben dem metrischen aber auch das Zoll Maß bekommen, was man vielleicht vermeiden sollte:
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Thorlabs (https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=159&pn=MB1515/M)

[stochri]

In Blender würde ich gerne eine EURO-Lochrasterplatine einfügen. Ich schaffe es nur ein vollständig grüne Platine zu machen. Kann man die Lochpunktstruktur irgendwie darstellen?
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Echte Platine:
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[Rabenauge]

Da gibts viele Möglichkeiten. eine wäre, eine Textur drüber zu legen.
Da man die in Blender frei mappen kann, geht das sogar passgenau.
Ne Bessere aber ist es vermutlich, das Teil komplett zu konstruieren, also die Bohrungen einzumodellieren.
Da könnte man auch gleich die erhabenen Leiterbahnen mit....
Das ist nicht so aufwendig, wie es scheint: modelliere zuerst eine Ecke (mit einigen Bohrungen)- dann kannst du diese Polygone klonen, und im Raster seitlich wieder anfügen. Das machst du so lange, bis du ein Viertel der Platine zusammen hast.
Danach mit dem Mirror-Modifikator in X und Y spiegeln, und fertig.
Da man in Blender Abmessungen numerisch eingeben kann, kriegt man das äusserst genau hin...

Diese, nun komplette, Platine kann man später als Kopie nach Belieben weiter verarbeiten, zuschneiden usw.

[stochri]

Vielen Dank für die Antwort. Blender ist "vorsichtig ausgedrückt" extrem kompliziert.
Schwierig ist, das passende Lernvideo zu finden, das für technische Zeichnungen geeignet ist.
Dieses (https://www.youtube.com/watch?v=8_0RptMbhe0) hier finde ich recht gut.
Mein erster Versuch ist ein Winkel mit M3 und 20mm Lochabstand. Es gab verschiedene Schwierigkeiten:
- Die Skalierung für den STL Cura Export passt nicht. Wenn STLs importiert, die für Cura passen, sind die Dimensionen um den Faktor 1000 größer. Objekte, die in Cura 10mm breit sind, sind in Blender 10m breit.
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[021aet04]

Ich kenne die Software nicht, aber kann man da irgendwie eine Skalierung einstellen oder eine Maßeinheit?

MfG Hannes

[stochri]

Ja, man muss in der "Scene" die Units und die Unit-Scale verändern. Dann ist aber das Zeichengrid zu grob und man muss das Grid noch anpassen.
Es ist alles machbar, aber es erforderte eben viele Detailschritte, die man kennen muss.
Hier die notwendigen Einstellungen:
35978

[stochri]

Es scheint mehrere Versuche zu geben, Bausteine zu standardisieren.
Stemfie (https://stemfie.org/projects) hat extrem viele Teile. Sieht jemand von euch, welche Dimensionen es hat? Die Löcher scheinen größer als bei Lego.

[021aet04]

Das schaut für mich eher nach Duplo (Lego für Kleinkinder) aus. Ich glaube aber das es noch größer ist.

Mfg Hannes

[stochri]

wie es aussieht, ist Arduino jetzt auch auf den Zug des konstanten Lochabstands (https://store-usa.arduino.cc/pages/plug-and-make-kit/) aufgesprungen:
die Frage ist. Wie groß ist der Lochabstand und welchen Durchmesser haben die Löcher?



(https://store-usa.arduino.cc/pages/plug-and-make-kit/)

[Manf]

Seite 13

32 x 16 + 3,2

https://docs.arduino.cc/resources/datasheets/AKX00069-datasheet.pdf

[stochri]

Danke :-)
Damit ist der Lochabstand quasi Lego-kompatibel (8mm) (https://ullisroboterseite.de/nxt-dimension/liftarm.png).
Nur der Lochdurchmesser passt nicht, der müsste 4.8mm für die Legoverbinder (https://ullisroboterseite.de/nxt-dimension/verbindungsstift.png)sein.

[stochri]

Es gibt mittlerweile ein paar Videos zu Stemfie (https://hackaday.com/2024/08/13/stemfie-the-3d-printable-construction-set/) .
Man scheint aber einen ziemlich präzisen 3D-Drucker zu brauchen, wenn ich mir die Teile so anschaue.
Auch der Zusammenbau scheint etwas umständlich, weil man eine Art Schrauben hat, die man drehen muss. Das ist bei Lego einfacher, da dort die Teile nur zusammengesteckt werden.