Sensorgehäuse und 3D-Druck-Workflow

Hello world und let`s go,

bevor es an das Sammeln von Messwerten geht, soll der Elektronik ein Gehäuse konstruiert werden, um das Handling und den Schutz der Elektronik zu erhöhen.

Das FabLab bietet unter anderem die Nutzung von 3D-Druck-Technologie an, die ich verwenden werde, um die gewünschten Gehäuse herzustellen. Bei dieser Gelegenheit beschreibe ich den Workflow im 3D-Druck, von einer Idee bis zum Werkstück.

Workflow Schritt 1: CAD

Mit CAD (computer-aided-design) wird die Idee in ein 3D-Modell eingegossen. Im Open Source Bereich gibt es gibt es für unseren Zweck brauchbare Software. Ich habe mir ein parametrisiertes 3D-Modell für das Sensorgehäuse mit FreeCAD konstruiert.

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Bild 1,2,3: links Sensorgehäuse mit Parametertabelle; mitte Sensorgehäuse Unterseite; rechts Open Adaptronik Logo

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Bild 4: Sensoregehäuse Deckel; top plate

Der Arduino Mega ist einer der gängigsten Mikrocontroller im 3D-Druck-Bereich, daher bietet das Internet glücklicherweise eine Vielzahl von geeigneten Gehäusen. Für meinen Zweck habe ich mir ein Gehäuse-Design von thingiverse.com heruntergeladen.

Workflow Schritt 2: CAM

Mit CAM (computer-aided manufacturing) wird der Verfahrweg in Abhängigkeit der Geometriedaten und den Einstellungen in der CAM-Software berechnet. Die CAM-Software im 3D-Druckbereich wird üblicherweise mit Slicer bezeichnet. Das CAD-Modell wird in eine STL-Datei exportiert und in den Slicer geladen. Ich nutze Slic3r Prusa Edition von Prusa Research. Je nach Anwendung kann man durch entsprechende Einstellungen des Slic3rs die Eigenschaften des Druckteils optimieren. Für das Sensorgehäuse drucke ich mit 100% Infill, damit keine oder wenige Hohlräume entstehen, die weitere Störgrößen in die Messung miteinbringen.

  • verwendete Einstellungen für den Slicer:
    • Infill: 100%
    • Schichthöhe: 0,2 mm
    • Material: PLA
    • Schmelztemperatur: 210°C
    • Betttemperatur: 60°C
    • Perimeter: 2 verticale Shells und 5 horizontale Shells
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Bild 5: visualisierter G-Code des Sensorgehäusedeckels im 2 Materialdruck

Nach festlegen der gewünschten Parameter generiert der Slicer den G-Code (Maschinen-Code in Klartext). Der G-Code wird in der „Preview“ visualisiert und kann auf eventuelle Fehler überprüft werden.

Workflow Schritt 3: Manufacturing

Der erstellte G-Gode wird auf eine SD-Karte kopiert und im Menu des Druckers aufgerufen. Die Firmware (Marlin) des Druckers interpretiert die Befehle des erstellten G-Codes.

 

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Sensorgehäuse mit ADXL335
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beliebige Ansichte auf Sensorgehäuse angepasst an Prusa MK2
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Vorderansicht Sensorgehäuse

 


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