Thermometer-Gehäuse

Fertiges Gehäuse

Ein hübsches Einstiegsprojekt, das mir Gelegenheit gab, alle wichtigen Maschinen im Fablab auszuprobieren.

Altes Gehäuse

Problem: Dieses Thermometer/Hygrometer/Funkuhr hat einen riesigen nutzlosen Rahmen rundherum. Nichts gegen meinen Arbeitgeber, dessen Logo drauf steht, aber das geht schöner… Idee: Mache mit der CNC-Fräse ein neues, schmales Unibody-Gehäuse aus Holz.

Alte Gehäuserückseite

Die Rückseite enthält ein praktisches Batteriefach, das wiederverwendet werden soll. Wenn man sie auf das Mass der Vorderseite zuschneidet, landet man gerade ungefähr bei der Innenkante der Abschrägung.

OpenSCAD-Modell, Explosionszeichnung

Design der Lösung, nach Ausmessen des Geräts, auf Papier und in OpenSCAD. Von unten nach oben: gefrästes Gehäuse aus Holz; Vorderseite des Geräts; Rückseite des Geräts (mit Lasercutter zugeschnitten); 3D-gedruckter Rahmen aus PLA, um trotz der Abschrägung der Geräterückseite Schrauben anbringen zu können.

OpenSCAD-Modell, nur Holz-Teil

Die Ausbuchtungen im möglichst schmal designten Gehäuse bieten den Schrauben Halt und passen in zum Teil bestehende Einschnitte in der Gerätevorderseite.

Lindenholz

Lindenholz, besorgt bei von Moos Sport+Hobby Luzern (Hinweise auf näher gelegene Bezugsquellen werden dankend entgegengenommen). Linde wurde mir empfohlen als beliebt bei Bildhauern und Drechslern, da sich damit feine Details in allen Richtungen realisieren lassen, ohne dass es springt oder ausreisst, wodurch es auch für meinen 2 mm dünnen Rand geeignet sein dürfte.

Fräsen

(Video auf flickr) Mit den in Illustrator nachgezeichneten Konturen geht es auf die Fräse – 2.5D-Fräsen scheint mir wegen der grösseren Einflussmöglichkeiten und vermiedenen Umrechnung von Pfad zu Mesh und zurück geeigneter als 3D-Fräsen direkt mit dem OpenSCAD-Modell. Der Aufwand stellt sich als beträchtlich heraus – selbt dieses einfache Teil erfordert 9 Arbeitsgänge mit 3 verschiedenen Fräsern. Unter anderem muss zu Beginn ein Stück Material abgetragen werden, damit später mit den kleinen Fräsern überhaupt alle Punkte erreicht werden, ohne dass das Futter mit dem Rohteil kollidiert. Der dazu verwendete 12-mm-Fräser scheint nicht mehr besonders gut zu schneiden, er produziert vor allem Rauch und schwarze Kanten, wenn nicht mit minimaler Drehzahl und hoher Vorschubgeschwindigkeit gefahren wird. Die Hauptformen werden dann mit einem 4-mm-Fräser ausgeschnitten (minimaler Radius ist 2.5 mm, einen 5-mm-Fräser gibt es nicht), und schliesslich mit einem 1-mm-Fräser die scharfen Innenecken auf der Vorderseite fertiggestellt und die Schraubenlöcher gebohrt.

(flickr) Das Teil frisch aus der Fräse. Leider ist trotz Lindenholz am 2 mm dünnen Steg ein kleines Stück herausgebrochen. Es wird repariert, indem ein ungefähr auf die Form des Lochs passendes Holzstück ausgeschnitten und mit einem Gemisch aus Sägemehl und Weissleim hineingeklebt wird. Nachbearbeitung der äusseren Oberflächen mit feinem Schleifpapier beseitigt die restlichen Späne und Frässpuren und hinterlässt eine schöne glatte Oberfläche und scharfe Kanten.

Lasergravur

Signatur, graviert mit dem Lasercutter. (Auf der linken Seite ist auch das reparierte Stück zu erkennen.) In Illustrator gezeichnet und mit Speed 50, Power 8 eingraviert, nach einigen Versuchen an Abfallstücken. Power scheint auf Vielfache von 10 gerundet zu werden, jedenfalls passiert mit 2 und 5 gar nichts, während zwischen 8, 9, 10 kein Unterschied feststellbar ist. Platzierung ist tricky, ich versuche es mit einer Lehre, aber wie am unten abgeschnittenen 2013 zu sehen, haut es trotzdem nicht ganz hin. Das Experiment wird dennoch als Erfolg verbucht, die winzige Schrift ist mit einer gleichmässigen Linienstärke von 0.17 mm gut lesbar und auch das Logo einigermassen zu erkennen.

Lasergeschnittene Rückseite

Ausschneiden der Geräterückseite mit dem Lasercutter. Kunststoffsorte ist nicht angeschrieben, ich tippe auf ABS. Schnittlinien ebenfalls mit Illustrator gezeichnet, unter Zuhilfenahme eines mit einem Flachbettscanner aufgenommenen Bildes der Innenseite sowie der aus OpenSCAD exportierten Form. Am unteren Rand einige zunächst zum Testen mit verschiedenen Einstellungen von Power und Speed geschnittene Kreise. Der definitive Schnitt – die Spannung steigt, es gibt nur einen Versuch – wird mit Speed 10 und Power 30 gemacht und wird ca. 0.4 mm breit. Nebst der Aussenkontur werden einige zusätzliche Lüftungsschlitze geschnitten, da die ursprünglich vorhandenen entlang des Randes im Endprodukt durch den PLA-Rahmen abgedeckt sein werden. Leider ist an diesen Stellen der Kunststoff 2.2 mm dick und wird nicht komplett durchgeschnitten, während es an der Kontur bei 1.7 mm funktioniert. Es muss noch mit Bohrmaschine und Feile nachgeholfen werden. Der Schnitt kommt generell weniger schön heraus als erhofft, das Material scheint mehr geschmolzen als abgetragen zu werden. Insbesondere wird entlang der Schnittkante ein Wulst aufgeworfen, der später an einigen Stellen noch mit der Feile aus dem Weg geräumt werden muss.

3D-drucken

Auf dem Ultimaker entsteht der PLA-Rahmen. STL-File direkt aus OpenSCAD exportiert, Schichtdicke 0.1 mm, Wandstärke 0.8 mm, Füllung 40%. Am ersten Druck wird mit Parametern experimentiert und durch Messen des abgekühlten Produkts das Schrumpfen des Materials gemessen. Bei 100% Flow gibt es deutliche Lücken zwischen den Strängen, er wird schrittweise auf 120% erhöht. Definitiver Druck mit Skalierung 1.003, Druckgeschwindigkeit 50 mm/s, Fahrgeschwindigkeit 150 mm/s, Temperatur 220 °C, Flow 118%; Dauer ca. 1 h 30 min.

Zusammengesetztes Endprodukt. Alles passt perfekt!

Dateien

OpenSCAD-Modell

1 Kommentar zu “Thermometer-Gehäuse

  1. Thomas Amberg

    Schönes Projekt! Gibt’s einen Trick zum Ausmessen (Photo?)

Kommentare sind geschlossen.