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Mein "Druckknopf"
#1
Wer schon einmal an alten Radios geschraubt und gelötet hat, kennt diese Situation, Knöpfe oder Tasten fehlen
oder sind irreparabel beschädigt und man kann keinen Ersatz finden. Etwas ähnliches darauf stecken möchte man auch
nicht, es würde immer ein Fremdkörper sein.

Es bleibt also nur der Weg der Reproduktion, oft ein sehr mühevoller Weg. Der beste Weg ist ein Nachguß mit einem
geeigneten Gießharz. Beschreibungen solcher Prozeduren sind im Forum mehrfach zu finden. Je nach Gußform, Material
und Sorgfalt sind sehr gute Ergebnisse zu erzielen. Ein bedeutender Nachteil dieser Methode ist, daß ein Original zum
abformen vorhanden sein muß, was oft nicht der Fall ist.

Eine zweite Möglichkeit ist die komplette spanabhebende Formung (also drehen, fräsen usw.). Diese Methode erfordert
den Zugang und das Verständnis geeigneter Werkzeugmaschinen. Damit ist auch dieser Weg stark limitiert.

Eine dritte Möglichkeit hat sich nun durch den 3D-Druck aufgetan, worüber hier an einem Beispiel für einen Knopf für
eine Bella 3710W berichtet werden soll. Die Ausführungen sollen alle notwendigen Arbeitsschritte beleuchten, aber keinesfalls
eine Arbeitsanleitung zur Herstellung von Radioknöpfen sein. Es gibt auch hierbei viele verschiedene Wege, um ans Ziel zu
kommen. Ich beschreibe lediglich den von mir gewählten Weg und würde mich über Anregungen oder konstruktive Kritik
freuen. Auch ist mir bewußt, daß bei einigen Forumsmitgliedern gute Kenntnisse dieser Fertigungsmethode vorhanden sind,
von denen ich auch gerne lernen möchte. Wenn ich hier auf bekannte Einzelheiten eingehe, so dient dies nur der Vollständigkeit
meiner Ausführungen.

Der Bericht ist in folgende aufeinanderfolgenden Abschnitte gegliedert:

Ausgangszustand,
Handskizze, Maße,
3D-Zeichnung,
erzeugen der Druckerdatei,
drucken im 3d-Drucker, Material und Parameter,
Nachbearbeitung, Beschlagteile,
Montage,

Auslöser ist eine Loewe Opta Bella 3710W vom Flohmarkt. Trotz ihres Zustandes erscheint sie mir als restaurationswürdig.
Bei den Doppelknöpfen fehlt das eine Vorderteil, das zweite Vorderteil ist derart ausgebrochen, daß es auch ersetzt werden
muß (außerdem trägt der beidseitige Ersatz zu einer besseren Gesamtansicht bei).

   
Madeschraube und Vierkantmutter sind stark verrostet, dies hat wohl den Kunststoff gesprengt.


Am Anfang steht die Handskizze mit Aufnahme der Originalmaße und Überlegungen über Support im 3D-Drucker (das ist ein Hilfs-
gerüst zur Abstützung überhängender Teile - man kann auch hier nicht in die Luft drucken) und Hilfskonstruktionen für die anschließende
spanabhebende Nachbearbeitung. Gedanken, die man hier zu Papier bringt, ersparen Doppelarbeit und Mißverständnisse bei der 3D-Zeichnung.

   
Bei mir sieht das dann so aus (die Schieblehre ist nicht das Teil aus meiner Lehrzeit)


Für die Erzeugung der Druckerdatei braucht man erst einmal ein geeignetes 3D-Zeichenprogramm. Deren gibt es viele. Die professionellen
Programme wie AutoCAD 3D, Solidworks, Rhino usw. sind unerschwinglich und auch unnötig (obwohl mein Favorit Rhino ist) für unser
Bastelvergnügen. Es gibt Programme, die nur wenig oder garnichts kosten und bestens geeignet sind (z.B. Sketchup, Thinkercad usw),
ich habe mich für die opensource-Software FreeCAD entschieden, die kostenlos ist, ständig weiter entwickelt wird und sich schon jetzt
mit den großen Professionellen messen kann. Gute Tutorials finden sich in Youtube.

Ich möchte hier nun schrittweise die zeichnerische Entwicklung - auch in Einzelheiten - darstellen. In anderen 3D-Zeichenprogrammen
ist die Abfolge ähnlich, die gerenderte 3D-Darstellung kann aber deutlich abweichen. Mehrere Programme arbeiten mit 4 Bildschirmfenstern
parallel, drei für die 2D-Darstellung (Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht) und eine 3D-Darstellung. Das ist mir zu viel Information
auf dem Bildschirm.

FreeCAD hat eine 2D-3D-Umschaltung und über zwanzig Workbenches (Arbeitsbereiche mit speziellen Werkzeugen für spezielle Aufgaben).
Ich werde hier drei workbenches verwenden, die Part Design-Workbench (für die Teilekonstruktion und Wandlung von 2D in 3D), die Partworkbench
(für die Konstruktion mit Volumenkörpern) und die Draftworkbench (für spezielle Aufgaben wie z.B. Pfadverfolgungen oder Zusammenstellungen).

Vorab noch die Feststellung, daß auch hier immer verschiedene Wege zum Ziel führen. Ich habe den nachfolgend aufgezeigten Weg gewählt,
es ist jedoch möglich, daß es bessere oder effizientere Wege gibt. Ich bin für entsprechende Hinweise dankbar.

   
In der Workbench Part Design wird ein Sketch (Skizze) vom halben Querschnitt des Knopfes auf einer vorher festgelegten Achse (XY, XZ und YZ)
des 3-achsigen Koordinatensystems gezeichnet und vermaßt. Wenn alle notwendigen Festlegungen getroffen sind (alle Freiheitsgrade beseitigt),
wird der Umriß zur Fläche erklärt (s. nächstes Bild).


   
Die festgelegte Fläche des halben Querschnitts, aus der nun ein Rotationskörper erzeugt wird (s. nächstes Bild).


   
Der Rohkörper des Knopfes. Die grünen Teile bedeuten:
Links = Hilfskonstruktion für die Auflage auf dem Arbeitstisch des 3D-Druckers und zu Minimierung notwendigen Supportes.
Rechts = Spannzapfen zum einspannen in das Drehbankfutter (Hilfskonstruktion, die später entfernt wird)

Die nächsten Schritte sind die Bohrungen und die Taschen für die Vierkantmutter.


   
Die 6 mm-Bohrung für die Achse und die Taschen für die Vierkantmutter werden in der Workbench Part Design über einen Sketch mit der
Pocketfunktion ausgeführt. Für die Querbohrung für die Madeschraube wird in der Partworkbench ein zylindrischer Volumenkörper in Größe
der 3,5 mm-Bohrung plaziert und mit einer booleschen Operation von Grundkörper subtrahiert. Bleibt nur noch die Rändelung auf dem
Umfang des Kegelstumpfes. Da dies eine etwas komplizierte Konstruktionsarbeit ist, wird sie nachfolgend im Detail beschrieben.


   
In der Part Design-Workbench wird auf der hinteren Ringfläche des Kegelstumpfes (24 mm Durchmesser) ein Dreieck (60 Grad, 0,5 mm Einstechtiefe
in den Grundkörper) gezeichnet und vermaßt


   
Danach wird der Körper um 180 Grad gedreht und das gleiche Dreieck als Verlängerung auf der vorderen Ringfläche des Kegelstumpfes (20 mm
Durchmesser) gezeichnet und vermaßt


   
In der Draftworkbench werden die in den Grundkörper eingedrungenen Spitzen der beiden Dreiecke mit einer Linie verbunden, danach Wechsel
in die Partworkbench


   
In der Partworkbench wird mit der Sweepfunktion ein Volumenkörper (keilförmig) entlang der Linie (Zeichn_7) erzeugt


   
In der Partworkbench wird nun über eine boolesche Operation der keilförmige Volumenkörper vom Kegelstumpf subtrahiert. Die erste Kerbe
ist geschnitzt. Wechsel in die Draftworkbench


   
Der Sweep (die Kerbe) wird markiert und mit der Arrayfunktion werden polare Ausrichtung und die Anzahl der Kerben auf dem Umfang festgelegt,
hier = 92. Je nach Rechnerleistung können solche Operationen einige Sekunden brauchen, also nicht gleich glauben, daß sich der Rechner auf-
gehängt hat. Wenn die Markierungen auf dem Umfang sichtbar sind, umschalten in die Partworkbench und mit der bereits genannten booleschen
Operation die restlichen 91 Keile vom Grundkörper subtrahieren. Wichtig bei dieser Operation ist, zuerst den Körper zu markieren, aus dem
ausgeschnitten wird und dann das auszuschneidente Teil, Danach ist der Rändel fertig.


Da hier auf einem Kegel eine gleichmäßige Teilung durchgeführt wird, werden die Abstände der Kerben auf dem große Durchmesser des Grundkörpers
größer sein, als auf dem kleinen Durchmesser. Dieser "Fehler" wird aber hier bewusst in Kauf genommen, da er hier nicht auffällt. Natürlich ist es
möglich, das visuelle Bild eines konischen Rändels so zu verbessern, daß man die Unterschiede nicht mehr wahrnimmt. Das habe ich mir hier
verkniffen.

Die Zeichnung ist damit fertig und über die Exportfunktion kann die für den 3D-Druck notwendige STL-Datei gespeichert werden.

Für den 3D-Druck verwende ich den chinesischen CTC im charakteristischen Sperrholzgehäuse. Mittlerweile bin ich mit dem Gerät einiger Maßen
vertraut und benutze es gern. Für seinen sehr niedrigen Preis leistet der Drucker erstaunliche Ergebnisse in ausreichender Präzision. Als Material
habe ich für den Knopf PLA gewählt. Da eventuell weiß für den Knopf zu hell ist und dann als Fremdkörper an der Bella erscheinen würde, habe
ich noch PLA im Farbton Elfenbein eingekauft (Lieferer siehe thread Neues vom 3D-Drucker). Ich werde beides probieren.

Bei den Maschinenparametern waren u.a. folgende Werte eingestellt:
Drucktemperatur: 210 Grad
Arbeitstisch: 40 Grad
Auftragshöhe: 0,1 mm
Infill: 100%
Support aktiviert
Geschwindigkeitswerte: Standard
Qualität: Beste

   
Der Rohknopf wächst im Drucker und nach 74 Minuten war er fertig


   
Der Rohknopf mit innen und außen Support


   
Der Support lässt sich sich gut entfernen, da er am Grundkörper nur punktuell anhaftet. Trotzdem, Nacharbeit ist notwendig


   
Die Rückseite des Knopfes wird auf der Drehbank in seine endgültige Form gebracht. Bemerkenswert ist hier, daß man das Material auf der Drehbank
gut bearbeiten kann, aber es darf sich dabei nicht erhitzen und der Drehstahl muß gut scharf sein (auf Ölstein abziehen).


   
Auf der Vorderseite ist die Hilfskonstruktion entfernt worden und die Frontkonturen wurden nachgearbeitet


   
zur Zentrierung des Messing-Frontspiegels (gekürzter Polsternagel) wird eingebohrt


   
Der Messingring für die Vorderseite muß nur noch poliert und abgestochen werden


   
Der fertige Knopf (der Spitzer wurde nicht gedruckt  Wink )


   
Links der Neue in weiß
Mitte die heile Seite des Alten
Rechts der Neue in Elfenbein


Meine Kritik am derzeitigen Zustand:

- Der Rändel muß grober und andere Details müssen genauer werden
- Ein Oberflächenfinish ist wünschenswert (ohne Wechsel auf ABS)
- die Druckzeit ist zu lang, die Maschinenparameter müssen geändert werden

Ein Statement für den 3D-Druck werde ich hier nicht abgeben, obwohl ich glaube, daß in dem Verfahren Zukunftspotenzial liegt. Die "Bastelei" hat
mir insgesamt Spaß gemacht und ich konnte wieder einiges dazu lernen und wie ich eingangs schon betonte, auf Eure Anregungen und Eure
konstruktive Kritik freue ich mich

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#2
Hallo Wilhelm,

das sieht doch schon absolut super aus, toll gemacht. Die Druckerlaufzeit spielt doch keine Rolle wenn die Oberfläche dafür besser wird.
Die Riffelung außen und innen würde ich im "Tal und Berg" verrunden und insgesamt etwas gröber machen, denke da kommt der Drucker besser mit klar.
Sieht dann betimmt sauberer aus. Verwenden kannst du die Knöpfe allemal. Das Naturmaterial passt auch einigermaßen von der Farbe, Weiß eher nicht so.

Gruß
Frank
sicheres Auftreten bei völliger Ahnungslosigkeit
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#3
Kann sich doch absolut sehen lassen, Dein "Druckknopf". Wenn das Gerät im Regal steht, wird es kaum Jemand bemerken, dass die Knöppe nicht original sind, man muss nur jeweils beide Knöppe tauschen.

Und ja, besser werden sie im Giessverfahren, weil es eben ein 100iges Doppel ist. Ich denke auch, dass die Möglichkeiten der Genauigkeit sich mit der Weiterentwicklung der Drucker noch deutlich entwickeln werden. Allerdings wird vermutlich auch erstmal die Bedienung der Geräte, bzw. der Software zunächst für den Anwender komplizierter. Mir wäre das schon jetzt zuviel Gedöns, da würde ich doch lieber Giessen. Man sitzt ja sonst noch mehr vor dem PC.
~~~Es gibt nichts Gutes, außer man tut es (Erich Kästner)~~~
Die einzige, falsche Entscheidung die du treffen kannst ist, keine Entscheidung zu treffen.
Ich bin nicht DICK, ich bin nur zu KLEIN für mein Gewicht  Big Grin
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#4
Danke für Würdigung und Tipps, ich glaube, da ist noch einiges zur Verbesserung
rauszuholen, Erfahrung ist auch hier unersetzlich.

@ Anton
Gießen ist z.Z. noch am nächsten am Original. Leider braucht man immer ein Original,
um die Form herzustellen. Beim Druck könnte man mithilfe guter Fotos eine Druckdatei
für die Reproduktion herstellen. Wäre auch mal einen Versuch wert.

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#5
Jedenfalls ist dieser Thread ein guter Leitfaden für jemand, der sich auch mit dieser Thematik beschäftigen möchte. Ein Wegweiser ist immer besser als völlig im Nebel zu stehen. Im übrigen hat Anton da schon recht, 2 solche Knöpfe sind allemal 100% besser als irgendwas "Ähnliches" auf den Achsen der alten Radios, wie das ja bedauerlicherweise viel zu oft der Fall ist. Mir gefällt das Ergebnis jedenfalls sehr gut. [Bild: smiley20.gif]
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#6
Ich muß sagen: Mir bleibt die Spucke weg, ganz ganz Toll gemacht Wilhelm, meinen Respekt

Wie Anton schon schrieb, das merkt keiner wenn die Geräte im Regal stehen oder in der Küche oder sonstwo.
mit freundlichen grüßen aus Dielfen (Siegerland)
Dietmar
Wenn einer dem anderen hilft ohne daraus Profit schlagen zu wollen dann sind wir auf einem guten Weg
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#7
Sehr gut gemacht Wilhelm! Thumbs_up
Wenn dann die Daten Deinen Wünschen nach stimmen, dann können sie ruckzuck anderen zur Verfügung gestellt werden.
Viele Grüße aus Loccum, Wolfgang

Wer niemals fragt, bekommt nicht einmal ein Nein zur Antwort.

In Memorandum 2018
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#8
Peter, Dietmar und Wolfgang,

vielen Dank für Eure Zustimmung, aber auch meinen Dank an die hiesigen RBF-Pioniere des 3D-Drucks,
die hier schon mehrfach Modelle vorgestellt und wertvolle Tipps gegeben haben.

Die Idee von Wolfgang finde ich sehr gut, in einem extra Thread 3D-Druckdateien für Radio- Fernseh- und Phonoteilen
zu speichern und den Mitgliedern des RBF frei zur Verfügung zu stellen (vorerst nicht öffentlich).

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#9
Hallo,

sehr beeindruckend ! So liebevoll ausgearbeitet und umgesetzt, bin begeistert und ziehe auch den Hut vor der modernen Technik.

Gruß IngoZ
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#10
Ich finde die Knöpfe auch sehr gut. Paarweise an einem radio fällt das einem Laien nicht auf.
Alltagstauglich scheinen die Knöpfe ja auch zu sein.

Ich würde trotzdem mal den Vorschlag machen so ein Teil aus diesem Material für eine längere Zeit in die Sonne zu legen ( auf die Innenfensterbank ) . Ob sich da Materiel Veränderungen bemerkbar machen.
Habe immer soviel Arbeit, dass ich mir eine aussuchen kann. Smile

Grüße Frank, der Moschti
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#11
Ich finde, der Knopf ist schon sehr schön geworden.
In OpenScad gibt es dafür sogar eine Druckbibliothek,  die ich aber selbst noch nicht genutzt habe, und die eigentlich nur gut ist, wenn man sich nicht an ein Original halten muss.
Wenn die Konturen der Riffelung 'verschwimmen', ist entweder die Auflösung des Druckers zu klein, oder die Drucktemperatur zu hoch. Bei meinem Drucker gehe ich dann ca. 3 Grad mit der Drucktemperatur (bei PLA) nach unten. Aber Achtung, ist die Temperatur zu niedrig, verschlechtert sich die Stabilität extrem.
Da auch ich zur eher ungeduldigen Sorte Mensch zähle, dauern mir die Drucke auch immer zu lange. Bisher hat aber jeder Versuch, die Sache zu beschleunigen, leider auch zu Qualitätsverlusten geführt.
Grüße aus dem Lipperland

Uwe
(Human brain, stable and up)
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#12
Das ist vielleicht noch nicht 100%, vor allem wenn man's so 1:1 neben dem Original sieht.
Trotzdem: Boah!
Gruß,
Uli
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#13
Ich finde, das Ergebnis ist auf einem sehr guten Weg. Was sind schon 70 Minuten Druckzeit für einen Knopf? Wisst ihr wie lange es dauert, eine wirklich gute zweiteilige Form herzustellen? Theoretisch könnte man mit dem Druckverfahren pro Tag und 20 Radioknöpfe anfertigen. Das schafft man mit analogen Methoden nie. Von der Lebensdauer der Formen ganz zu schweigen. Und eine hundertprozentige Kopie ist mit der Abformung Methode auch nicht zu erreichen.
So sind zum Beispiel die Kopien immer ein wenig kleiner und alle ebenen Flächen sind etwas nach innen gewölbt. Das kommt von der Polymerisationsschrumpfung der alle Kunststoffe unterliegen.

Gruß,
Achim
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#14
Danke für Eure Anerkennung und die Tipps. Ich werde diese in einem neuen
Druck mit geänderten Einzelheiten ausprobieren. Derzeit gilt noch allgemein
beim 3D-Druck: "Probieren geht über studieren". Jeder macht seine Erfahrungen.

@ Frank
Ein weißes Teil liegt jetzt auf der Fensterbank bei den "Kaktussen" und wartet auf die Sonne.

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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#15
Servus Wilhelm,

vielen Dank für Deinen Pionier-Geist. Irgendjemand hat mal geschrieben, dass es nicht geht...
Du hast den Gegenbeweis geliefert, auch wenn es keine 100%ige Kopie ist. (keine Kritik, sondern Ansporn, da geht noch mehr)
Grandiose Arbeit!  Smiley32

Wenn ich es aber jetzt nicht wüsste und keinen Vergleich des Originals hätte, würde ich (vom Foto her) wohl den Knopf in die 60er schieben, stimmt doch, oder?
Viele Grüße 
Philipp
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#16
wenn man Original und Fälschung nebeneinander sieht fällt der Unterschied gleich auf. Hat man aber das Original vor sich und die Kopie auf dem Bildschirm ist es wesentlich schwerer zu beurteilen. Da kann man noch so genau messen und Rillen zählen. Man denkt es passt und nach dem Druck sieht man erst den Unterschied.
Mit Rotationskörpern muss ich mich auch mal beschäftigen. Bis jetzt hab ich immer mit der Grundfläche (Boden) angefangen, dann hoch extrudiert und den Konus durch skalieren geschaffen.
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#17
Danke für Lob und Anerkennung.

Die Rotationsfunktion ist in FreeCAD ein sehr hilfreiches Werkzeug. Damit lassen
sich auf einfachem Weg auch komplizierte Rotationskörper zeichnen. Ich gehe davon aus, daß
andere 3D-Zeichenprogramme ähnliche Funktionen haben. Probier's mal aus, das macht Spaß.

Gruß
Wilhelm
Niemandes Herr, Niemandes Knecht,
so ist es gut, so ist es recht

von Fallersleben
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