Ein sehr bekannter und großer Spielzeughersteller aus Dänemark hat vor vielen Jahren ein Bausteinsystem auf den Markt gebracht, der nicht nur Kinderherzen höher schlagen lässt. Ich selbst gehöre zu den Fans der großen Bausätze. Aktuell entsteht ein Lamborghini bei mir. Neben den Ideen für neue Bausätze ist die Präzision in der Herstellung der entscheidende Faktor für den Erfolg. Ist es möglich mit unseren 3D-Druckern im FDM-Verfahren Bausteine zu drucken? Ein Versuch …

Zur Klarstellung: Ideen und Bausteine können rechtlich geschützt sein. Ich empfehle, sich an den rechtlichen Rahmen zu halten. Keinesfalls rufe ich zur Kopie für kommerzielle Zwecke auf. Mir geht es hier einzig und allein um die Machbarkeit der Herstellung einzelner Bausteine mit dem Ziel der Kalibrierung und Beurteilung des Druckvorgangs. Ich versuche jede direkte Nennung des Herstellers zu vermeiden. Ich bitte um Verständnis.

Ich habe nicht selbst konstruiert, sondern fand vor ein paar Tagen auf thingiverse einen interessanten Beitrag: 

Der Beitrag ist hier zu finden. Das besonders interessante an diesem Beitrag ist, dass man hier über ein SCAD-Makro Teile in sehr weiten Grenzen erzeugen kann:

Angefangen bei 1x1x1-Bausteinen kann man bis zu 48x48x16-Bausteine erzeugen. Alle Dimensionen können zudem noch einem Finetuning unterworfen werden, denn die Parameter dafür sind direkt erreichbar. Die Bausteine können sogar mit Schriftzügen versehen werden. Ich muss sagen: Eine hervorragende Arbeit !

Wie sieht nun das Vorgehen aus? Zunächst muss man sich natürlich OpenSCAD besorgen. Dafür gibt es eine eigene Internetsite.

OpenSCAD gibt es nahezu für jedes Betriebssystem. Da bei mir alles unter Windows läuft, zeige ich es auch aus dieser Perspektive. Ob nun als installer-Package oder als zip-Package heruntergeladen, – die Installation stellt uns das Programm zur Verfügung.

Doppelklickt man nach der Installation aus dem thingiverse-Paket die Datei XXXXTextBrick-v1p7.scad sollte sich OpenSCAD mit folgender Oberfläche öffnen:

Auf der rechten Seite kann man komfortabel alle gewünschten Parameter eingeben. Dabei kann man Werte direkt eingeben oder über anklicken hoch- und runtersetzen oder auch über einen Schieberegler beeinflussen.

Ich habe bei meinem ersten Test nur die Größe und den Text verändert. So habe ich drei Steine erzeugt:

• 5x3x3
• 4x2x3
• 3x2x3

Alle drei habe ich mit dem Namenszug „Tom“ versehen. Sofern die automatische Voransicht aktiviert ist, sieht man auch sofort, was dabei entsteht.

Mit der Funktionstaste F6 wird der gewünschte Baustein gerendert und kann dann über die Exportfunktion im Datei-Menü als STL-File gespeichert werden.

Die drei auf diese Weise erzeugten STL-Files habe ich dann in Simplify3D auf einer Druckplatte zusammengefügt und zum Druck vorbereitet. Es sollte beachtet werden, dass beim Druck kein sogenannter Elefantenfuß entstehen darf. Der Layer 1 sollte also entsprechend schmal eingestellt werden.

Mein erster Versuch sah eigentlich gar nicht schlecht aus. Leider stellte sich dann aber heraus, dass man die Steine nicht aufeinanderstecken konnte. Daraufhin habe ich die Flowrate auf 1,00 reduziert. Normalerweise bin ich mit 1,2 ganz gut gefahren. Nach erneutem Slicen, – übrigens ohne jegliche Stützen – , kamen dann diese drei Teile heraus:

Die Teile auf dem Foto sind minimal nachbearbeitet. An den Kanten und an den Noppen waren ein paar Fäden, die ich beseitigt habe. Leider sind die drei Teile auch Opfer von ein wenig Warping geworden. Sie haben sich teilweise von der Druckplatte gelöst. Ich hatte die Platte ausnahmsweise mal nicht gereinigt. Besonders glücklich bin ich aber darüber, dass die Teile jetzt tatsächlich steckbar sind und auch die notwendige Presskraft haben, sodass sie nicht wieder auseinander fallen.

Da ich aktuell nur über PET-G-Filament verfüge und zudem mit einem Bowdenextruder fahre, habe ich gewisse Probleme mit Fäden und anderen kleineren „Schmierereien“. Ich  bin mir sicher, dass mit PLA hervorragende Ergebnisse machbar sind.

Problematisch scheinen mir die größeren Teile zu sein. Vielleicht ist das aber auch dem Material geschuldet. Stecke ich den 3×2-Stein quer unter den 5×3-Stein, ist die Verbindung sehr locker. Andersherum ist das kein Problem.

Fazit: Der Druck von kompatiblen Bausteinen scheint prinzipiell möglich zu sein, was mir beweist, dass man durchaus Teile mit relativ guten Toleranzen herstellen kann. Die Veränderung der Flowrate konnte hier auch sehr gut in ihrer Wirkung nachvollzogen werden.