3D-Druck von Gehäusen für Beschleunigungssensoren

Damit Schwingungen möglichst akkurat von Sensoren gemessen werden können, ist die Befestigung des Sensors am Werkstück von großer Wichtigkeit. Hierbei spielen vor allem die richtige Ausrichtung sowie der feste Sitz eine wichtige Rolle. Um diese beiden Merkmale möglichst kostengünstig – gerade im privaten Bereich mit kleinen Stückzahlen – umsetzen zu können, bietet sich die Herstellung dieser Gehäuse mittels 3D-Druckern im FDM Verfahren an. Auch wenn 3D Drucker noch nicht in jedem Haushalt zu finden sind, so gibt es dennoch zahlreiche Möglichkeiten diese zu nutzen. Durch stetig sinkende Anschaffungskosten, werden sich 3D Drucker in Privathaushalten immer mehr verbreiten. Auch haben sich vielen Städten MakerSpaces oder FabLabs gegründet, in denen man zu geringen Kosten diverse Fertigungsmöglichkeiten nutzen kann. Außerdem hat sich rund um den 3D-Druck eine Dienstleistungsbranche für den Auftragsdruck entwickelt.

Dirk hat in einem vorherigen Post schon beschrieben, dass es mittlerweile preiswerte Sensoren gibt, die man für Schwingungsmessungen verwenden kann. Im ersten Schritt werden wir uns mit Gehäusen für die MEMS Sensoren von isys beschäftigen. Diese sind insbesondere dahingehend interessant als das isys selbst Gehäuse anbietet, die mittels 3D-Druck im SLS Verfahren gefertigt werden:

So können wir zunächst auf Basis dieser für SLS optimierten 3D Modelle aufsetzen und Anpassungen für den FDM-Druck einarbeiten. Auch ein Vergleich der Druckergebnisse von SLS und FDM Verfahren sind hier interessant.

Die folgenden Bilder zeigen die ersten Druckergebnisse ohne Modellanpassungen:

Berücksichtigt man die kleinen Abmessungen des Gehäuses (Außen: 16,7 mm x 12,1 mm x 6,55 mm) , sind die Ergebnisse schon recht gut. Obwohl das 3D-Modell durch sehr feine Details und Überhänge nicht wirklich für den FDM Druck geeignet war, sind diese überraschend gut gelungen. Man sieht jedoch auch, dass der Druck am unteren Gehäuseende leicht gestaucht wurde und, dasd es zu Stringing im Gehäuseinneren kam.

Vergleicht man die Abmessungen von CAD Modell, SLS-Druck und FDM-Druck so sieht man, dass unser FDM gedrucktes Gehäuse gerade bei den Innenabmessungen zu klein ausfällt.

Alles in allem hat uns dieser Versuch jedoch recht positiv überrascht, sodass wir weiter versuchen werden auf dieser Modellbasis weiterzuarbeiten. Parallel werden wir CAD-Modelle entwerfen, die die Eigenschaften des FDM Druckes berücksichtigen.