Samstag, 15. Juni 2019

FreeCAD und 3D Druck - ein neuer Bootsständer muss her

Irgendwie haben Kuddel und Max mich im RG-Forum mit FreeCAD angefixed. Ich fing zwar gerade an mich in Fusion halbwegs zurecht zu finden, aber immer nur Cloud ist auch nicht das Wahre ...

Mi einem Babybaum für ein Swingrigg machte ich erste Gehversuche - den hatte ich ursprünglich in Fusion gezeichnet - und stolperte ganz fürchterlich über diverse "Kleinigkeiten" im Umgang mit FreeCAD. Zuerst machte sich ziemlicher Frust breit, aber irgendwie ging es dann doch, denn es gibt einige ganz gute Tutorials dazu (z.B. hier). Mit deren Hilfe fand ich mich langsam in die Philosophie von FreeCAD hinein.

erste Gehversuche in FreeCAD


Als erstes "richtiges" Projekt musst aber etwas einfaches her. Ich glaube, es macht wenig Sinn, sich gleich an einem Rumpf zu versuchen. Der Swingbaum war ja schon mal ganz nett, aber war noch nicht so das richtige Objekt, um sich einen brauchbaren Workflow zu erarbeiten.

Ich brauchte aber noch einen neuen Ständer für das Printed Matter-Projekt. Aluprofile dafür hatte ich schon seit ewigen Zeiten im Materiallager, nur die Konstruktion fehlte noch. Pfingsten stand vor der Tür und ein paar Tage Urlaub sollten helfen, die Einstiegshürden von FreeCAD zu überwinden - und das klappte dann auch so.

Die Rohre sind schnell gezeichnet, kniffliger waren die Eck- und T-Verbinder, die Endkappen und die Füße, die ich alle drucken wollte. PartDesign und Sketcher, zwei der wichtigsten Workbenches von FreeCAD waren mir anfänglich Bücher mit sieben Siegeln, gaben aber nach und nach ihre Geheimnissen preis. Umrisse in Sketcher zeichnen, in PartDesign aufpolstern (Pad), aushöhlen (Pocket) und weitere Volumenkörper addieren - langsam bekam ich die Grundzüge von FreeCAD in den Griff und bald schon purzelten die ersten Teile aus dem Drucker.

Die ersten Verbinder gingen gar nicht. Beim PETG (oben) bröselten die "Klemmkanten" weg, TPU (unten) mit zu wenig Infill ist sehr weich und das Bauteil enthielt obendrein noch einen Konstruktionsfehler

Ich habe es erst in PETG versucht, ich habe es aber nicht geschafft, eine verlässliche Klemmung der Teile in den Vierkantrohren hinzubekommen. Entweder die Teile klemmten nicht richtig, oder es brachen die "Klemmkanten" ab. In TPU ging es viel besser und der Ständer nahm langsam Form an.

Parallel dazu entstand nach und nach der Ständer auch "virtuell" im Rechner. Dazu verwendete ich eine optionale Workbench, die in der Standardinstallation von FreeCAD nicht vorhanden ist, die sich aber über den Addon-Manager hinzufügen lässt. Es handelt sich um die aktuelle Version den Assembly Workbench, die auf den schönen Namen A2Plus hört, in der sich Einzelteile zu Baugruppen kombinieren und gemeinsam positionieren lassen.

Mit Hilfe von A2Plus wurden die Vierkantrohre mit den gedruckten Verbinder zu den zwei Rahmenteilen montiert. Die Stabilität geben die Flachprofile, die im wirklichen Leben mit Poppnieten aufgenietet sind. Lange (40mm) Schrauben bilden das Drehlager zwischen den beiden Rahmenteilen. Rohrisolierungen polstern die Auflagen ab, ein Gurtband verhindert die Grätsche.






Der virtuelle Ständer, komplett mit Hilfe der A2Plus Workbench montiert.

Und so sieht das fertige Endprodukt aus.
Für das Erstlingswerk in FreeCAD bin ich erst einmal zufrieden, auch wenn ein Profi wahrscheinlich die Hände über dem Kopf über meine Datenstruktur zusammenschlagen würde. Aber mit einem zunehmenden Verständnis der Arbeitsweise von FreeCAD wird das sicher besser werden. Als Anfänger macht man einfach zu viele Fehler und beschreitet zwischendurch zu viele Irrwege, die die Datenstruktur immer wieder mal durcheinanderwürfeln.


Die Kombination aus Aluminium-Fertigprofilen mit der 3D Drucktechnik ist ein gangbarer Weg. TPU ist für die Füße, Endkappen und Eckverbinder gut zu verwenden, für die T-Verbinder ist es allerdings nur bedingt tauglich. Es ist halt ein Elastomer. An dieser Stelle gibt es noch Verbessserungspotenzial. Nylon, ABS oder ASA wäre da sicher besser geeignet, ich bin mir aber nicht sicher, ob das mein Drucker mitmacht. Ich musste gerade lernen, dass es für den Anet A6 offenbar kein passendes Full Metal Heatbreak gibt. Die Heatbreaks mit PTFE-Inliner begrenzen aber die Drucktemperatur auf maximal 260 Grad und schränken damit die möglichen Druckmaterialien erheblich ein. Abhilfe wird nur ein kompletter Umbau des Extruders schaffen. Vor dem scheue ich aber noch zurück. Denn wie heißt es so schön: "never change a running system"

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