Makeblock – Profile aus dem Lasercutter

Makeblock Lasercut
Makeblock Profil aus dem Lasercutter

Makeblock Bauteile mit dem Lasercutter produzieren

Nach dem ich bereits hier die Möglichkeiten des 3D-Drucks bei den Makeblock Profile testete, widme ich mich in diesem Artikel dem Lasercutter .

Ich habe dazu den Lasercutter aus dem Photohaus bemüht.
Das Protohaus ist ein makerspace in Braunschweig direkt am Rebenring.

Das Design der Profile  ist zum Glück recht simple. Um kompatibel zu Makeblock zu  sein muss man den Laser durch 8mm Acryl quälen. Der dortige 80 Watt Laser schafft das auch. Allerdings ist der Schnitt bei dieser Stärke schon nicht mehr ganz rechtwinklig. Wenn man über die Schnittkanten verbauen möchte muss man dies beachten. Man könnte auf 6mm Acryl ausweichen, müsste aber die Konstruktionen entsprechend anpassen.

Der Laser lief auf 90% Leistung bei 2% Geschwindigkeit.
Das Ergebnis ist bis auf eine geringe Abweichung vom 90 Grad Winkel absolut in Ordnung.
Wenn man die Profile nur über Ober- und Unterseite verschrauben muss kann man damit leben.
Das 8mm Acryl ist von der Verwindungssteifigkeit mehr als ausreichend.

Test eines MXL Pulleys für den Zahnriemen

Das Cutten eines so feinen Zahnrades klappte bei 8mm Materialstärke überhaupt nicht.
Der Laser kommt zwar durch das Material. Durch die feine Zahnung und die notwendige geringe Geschwindigkeit kommt es zu einem Wärmestau. Die Teile verschmelzen im unteren Teil des Werkstücks sofort wieder. Der Laser muss also mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit geführt werden. Das funktioniert nur bei einer gröberen Zahnung oder einem dünnerem Material.
Im oberen Bereich würde der Zahnriemen korrekt transportiert werden, aber unten ist das Objekt verschmolzen.
Um dennoch den Lasercutter einsetzten zu können, könnte man auf  dünneres Material ausweichen (Riemenbreite beachten) oder zwei 4mm Räder cutten und verbinden.

Fazit:
Makeblock Profile lassen sich bis auf eine geringe Winkelabweichung im Lasercutter produzieren. Zahnräder sind in der Originalstärke nicht mit dem Laser produzierbar.

 

fischertechnik Statik Platten selber herstellen

fischertechnik Statik Platte
fischertechnik Statik Platte

fischertechnik Statik Platten herstellen

Die großen fischertechnik Statik Platten sind ganz praktisch um bei größeren Modelle Flächen zu schließen oder zu stabilisieren.
Es gibt sie manchmal noch gebraucht zu kaufen. Aber mit neuen Techniken wie 3D-Drucker und Lasercutter ist es kein Problem sie selber herzustellen. Hier ist man sie auch neue Varianten ausdenken.

fischertechnik Statik Platten mit dem Lasercutter

Für den Lasercutter benötigt man 2mm Acryl. Der Laser bietet sich bei großen Flächen und wenigen Aussparungen an. Die Anzahl der Aussparungen ist eine Kostenfrage. Wenn man den Cutter nicht nach Zeit bezahlen muss ist es egal.
Der Cutter braucht die Daten im Vektorformat. Dieses liefert auch Fusion oder man gewinnt es aus der stl-Datei.

fischertechnik Statik Platten mit dem 3D-Drucker

Insbesondere bei kleinen Flächen mit vielen Aussparungen ist der Drucker effektiv. Die Platten dürften mit jedem justiertem Standarddrucker realisierbar sein. Je größer die Platte um so höher die Gefahr des “Warping”.

Alle Ränder haben eine 0,3mm Fase bekommen.
Die CAD Dateien sind für den Druck angepasst und können in Autodesk Fusion leicht angepasst werden. Wenn man die Platten zusammen mit weiteren Bauteilen einsetzt, müssen die Außenabmessungen unbedingt passen. Sollte der Drucker breiter als das 15mm Raster drucken. sollte man die Außenabmessungen in der CAD-Datei korrigieren.

CAD Daten für Cutter und Drucker

Bei Thingiverse habe ich Beispiele und Konstruktionsdaten hinterlegt.
Die Parametertabelle in der Fusion-Datei gestattet die Konstruktion beliebiger Bauteilgrößen.

Lasercutter

3D-Drucker

fischertechnik Statik Platte aus dem 3D-Drucker
fischertechnik Statik Platte aus dem 3D-Drucker

Makeblock – Teile aus dem 3D-Drucker

Makeblock aus dem 3D-Drucker
Makeblock aus dem 3D-Drucker

Makeblock Teile aus dem 3D-Drucker

Makeblock ist ein geniales Konstruktionsspielzeug, welche es hochwertige mechanische Bauteile mit moderner Elektronik verbindet.
Die Modelle sind so gut durchkonstruierte, das sie mit einem Minimum an Bauteilen auskommen. Für eigene Entwicklungen ist das manchmal ein Hindernis. Ich habe daher geprüft, ob es möglich ist Makeblock Teile im  3D-Drucker zu fertigen. Erfreulicherweise sind viele Makeblock Komponenten recht druck-freundlich konstruiert.

Ich habe mit einem Profil Beam 0824 begonnen. Einfache Teile wie eine Motorhalterung kann man auf jeden Fall drucken. Die Profile gibt es in diversen Längen. Mit einem Programm wie Fusion 360 kann man ein Modell konstruieren und per Parameter beliebige Längen davon erzeugen.

Konstruktion

Makeblock veröffentlicht fast alle Maße seiner Bauteile. Die wenigen fehlenden kann man ausmessen. In Autodesk Fusion ist es eine Sache von wenigen Minuten ein Profil zu konstruieren und für den Druck zu exportieren.
Des weiteren findet man bei Grabcad viele komplette Makeblock Bausätze als CAD Modell. Diesen könnte man, gäbe es nicht die Problematik im die Innenradien beim 3D-Druck sofort ausdrucken. Aber auch hier kann man die Maße ermitteln.

3D Druckdaten für Profile

Parameter Wert  Anmerkung
 Schichtdicke  0,3 mm  Ausreichend, 0,2mm aber optisch ansprechender.
 Hülle  3 Perimeter  Erwies sich als ausreichend verwindungssteif.
 Boden, Decke  3 Perimeter
 Durchmesser M4 Bohrung  4,2 mm  3D Druck bedingt, ggf. nachjustieren
 Durchmesser Löcher  4,8 mm  3D Druck bedingt, ggf. nachjustieren
 Füllung  20%

Sofern man beim Druck keinen Elefantenfuß erzeugt sind die Teile winklig. Notfalls unten mit einer kleinen 45 Fase versehen.
Ansonsten habe ich bereits alle Kanten mit 0,5 mm abgerundet.
Die Materialstärke um die Mittellinie entspricht nicht den Original. Ich habe sie ich verdoppelt. Ich habe bisher kein Modell gefunden wo das stört.

Makeblock Profil modifiziert
Makeblock Profil modifiziert

Ergebnis:

Das Gewinde kann bei einer Auflösung der Druckdüse von 0,4 mm nur angedeutet werden. Die Schrauben halten aber besser als im Original und lassen sich mit leichtem Widerstand gurt ein schrauben. Keinesfalls sollte sich das Profil dadurch verformen.
Die Materialkosten liegen bei einem 6er Profil bei 2 Cent.
Dank 3 Perimeter Materialstärke und 20% Füllung ist das Profil sehr verwindungssteif.
Wichtig ist die Rechtwinkligkeit der Kanten.
Optisch ist es natürlich nicht so schick wie das Original. Am besten sehen sehr dunkle bzw. halb-transparente Filamente aus.

Perspektiven:

Der Nachbau eines einfachen Profils macht überhaupt keine Schwierigkeiten. Man kann natürlich auch eigene Modifikationen einbringen oder unter Einhaltung des 8 bzw. 16mm Makeblock-Rasters komplett eigene Teile kreieren.

Einschränkungen:

Längen über 20cm lassen sich auf den meisten Druckern nicht fertigen. Auch steigt mit wachsender Größe die Gefahr von Verformungen. Auch bleibt abzuwarten ob der Kunststoff unter dem Einfluss von Licht und Temperatur nicht spröde wird oder sich verzieht.

Fazit:

Profile und Halterungen lassen sich einfach drucken. Sie sind ein schneller Ersatz falls mal ein Teil fehlt.
Sie sehen bei weitem nicht so gut aus wie die Originalteile, welche von hervorragender Qualität sind.
Ich hoffe das mit weiterer Verbreitung von Makeblock die Preise sinken und man mit Makeblock genau so frei wie mit LEGO Technik oder fischertechnik bauen kann.

Weitere Herstellungstechniken

Da die Profile und Halterungen recht einfach konstruiert sind, wäre auch möglich diese mit Lasercutter und Fräse herzustellen. Ein Teil der Makeblock-Bausteine entstammt eh schon den Lasercutter.
Die 8mm Profile lassen sich auf den meisten Cuttern noch aus Acryl schneiden. Das Fräsen macht meiner Meinung nach nur Sinn wenn das Rohmaterial in der richtigen Stärke vorliegt. Ansonsten wäre der Kauf die günstigere Variante.
Ein einfaches Nachbauen übt keinen großen Reiz aus. Wenn man schon im CAD-Programm ist, kann man auch gleich seine eigenen Ideen mit einfließen lassen.

CAD Daten

Die Autodesk Fusion 360 Datei um das Profil in beliebiger Länge auszudrucken habe ich hier bei Thingiverse hinterlegt.

<p “>Mein Favorit bei der nächsten Investition wäre der xy-Plotter.
Da ich Laser und Elektronik schon habe wäre die Anschaffung noch erschwinglich.