Raspberry Pi Gehäuse drucken

In diesem Tutorial werden wir ein Raspberry Pi Gehäuse drucken. Im letzten Artikel habe ich euch gezeigt wie man einen 3D Drucker Bausatz zusammenschraubt und worauf man achten muss. Nun wollen wir den 3D Drucker in Betrieb nehmen und gleich etwas sinnvolles damit machen. Ein Raspberry Pi Gehäuse ist da ein lohnendes Projekt. Es ist recht einfach gestaltet, es passt von der Größe und es gibt im Internet zahlreiche fertige 3D Modelle die man nutzen kann.

Raspberry Pi Gehäuse drucken

Ich habe die letzte Woche genutzt um mehrere Raspberry Pi Gehäuse zu drucken. Drei davon (die schöneren) gibt es für euch, mehr dazu am Ende des Artikels. Im ersten Schritt eine kurze Auflistung was man für einen Druck benötigt:

• 3D Modell
  es gibt soweit mir bekannt aktuell zwei übliche Dateitypen für den 3D Druck. Das sind *.stl und *.gcode Dateien. Bis jetzt konnte ich nur *.gcode Dateien mit meinem Drucker ausdrucken, die Konvertierung des Modells von *.stl auf *.gcode ist bisher immer problemlos verlaufen. Man findet im Internet auf zahlreichen Seiten fertige 3D Modelle für Drucker. Man kann aber auch normale 3D Modelle aus zum Beispiel Spielen mit geeigneter Software in das notwendige Format umwandeln.
• Software zum Bearbeiten bzw. Konvertieren des Modells
  mein Drucker druckt aktuell nur *.gcode Dateien. Das ist kein Problem, denn mit frei verfügbarer Software wie Cura 3D kann man *.stl Dateien problemlos in *.gcode Dateien verwandeln.
• Filament
  unter dem Begriff Filament versteht man das Rohmaterial aus dem das 3D Modell entsteht. Die meisten Drucker unterstützen dabei zwei Arten, PLA und ABS. Beides sind Kunststoffe die als langer Faden in bestimmter Stärke auf einer Spindel aufgerollt verkauft werden. Da man mit PLA leichter drucken kann habe ich mich für diesen Kunststoff entschieden.
• Zeit und vor allem Geduld

Vorbereitung

Der erste Schritt ist ein 3D Modell. Dank der großen Community findet man sehr viele Modelle zu vielen unterschiedlichen Themen. Raspberry Pi Gehäuse sind glücklicherweise recht beliebt, man hat eine große Auswahl an frei erhältlichen, unter Public Domain (CC0) lizenzierten Modellen die man beliebig oft drucken darf. Ich habe mir ein optisch schönes (das Pi Logo war ausschlaggebend) ausgesucht und probiert.

Alternativ kann man auch ein eigenes 3D Modell erstellen. Bei freien Objekten kann man da künstlerisch tätig werden, bei Maß genauen Anfertigungen wie mein Gehäuse sollte man jedoch einiges an Erfahrung in der Modellierung von 3D Objekten haben um dieses dann auch millimetergenau zu konstruieren. Da muss man recht viel messen, probieren und eventuell sogar einen maßstabsgetreuen Plan zeichnen.

Einstellungen

Man kann erst drucken, wenn der 3D Drucker korrekt kalibriert ist. Dabei muss man darauf achten, dass die Düse immer exakt den selben Abstand zum Druckbett hat. Ein guter Wert ist eine Papierstärke Abstand (also sehr sehr knapp). Steht das Bett nur etwas schief, dann kratzt die Düse an ihm. Die Mechanik sollte auch derart optimiert sein, dass die Motoren millimetergenau arbeiten. Das bedeutet man muss zum Beispiel die Gewindestangen schmieren, falls die Achse nicht leicht zu bewegen ist.

In den Extruder wird das Filament eingespannt. Dazu wird die Düse vorgeheizt und man steckt das Kabel PLA in die Öffnung. Sobald unten PLA herausrinnt ist es korrekt eingestellt. Beim Wechseln der Farbe zieht man das erhitzte Filament einfach heraus.

Das Druckbett muss gut haftend sein. Ich gebe da gerne entweder Haarspray drauf oder klebe es mit Maler Klebeband ab. Dadurch verhindert man, dass die erste Schicht wegrutscht und eventuell bei größeren unförmigen Gebilden diese dann einfach während des Drucks umfallen.

Der Druck

Der Druck selbst läuft voll automatisch. Man klickt auf start und die Motoren spielen die Positionsdaten aus der *.gcode Datei ab. Eine Prozentanzeige zeigt, wie weit man ist. Der Druck meiner Gehäuse hat recht lange gedauert:

• Unterteil bei mittlerer Qualität: 5 Stunden
• Oberteil bei mittlerer Qualität: 6 Stunden

Je nach Qualität benötigt man mal mehr oder weniger Material. Der Verbrauch ist aber recht gering. Auf einer Spindel sind in etwa 350 Meter aufgerollt, laut Cura 3D verbraucht man pro Gehäuseteil zwischen 5 und 6 Meter. Eine Spindel kostet zwischen 30 und 40 Euro. Sobald der Druck beendet ist schaltet sich die Heizung aus und der Druckkopf bewegt sich auf die Ausgangsstellung. Somit war es für mich problemlos möglich den Drucker über Nacht laufen zu lassen.

Probleme

Mir ist aufgefallen, dass nicht alle Farben gleiche Druckergebnisse liefern. All meine PLA Rollen sind vom selben Hersteller und demnach sollten diese die selbe Qualität haben. Die Erfahrung zeigt, dass weiß und schwarz die schönsten Ergebnisse liefert und das Drucken damit am einfachsten war. Meine Farben (blau, grün, transparent) zeigten alle unterschiedliche Artefakte. Grün blieb auf den ersten Schichten schlecht haften, blau bog sich und bei der transparenten Farbe waren die dünnen Stege brüchig. Offenbar ist die chemische Zusammensetzung derart anders, dass man an der Kalibrierung für die einzelnen Farben Einstellungen vornehmen muss. Höhere oder niedrigere Temperaturen, andere Druckgeschwindigkeit oder andere Qualitätsstufe. Leider habe ich da noch nicht die Lösung gefunden. Auch ist die Qualität des Gehäuses noch etwas grob und noch nicht wie im Bild von der Datenquelle angezeigt. Eventuell muss man dieses noch Nachbearbeiten (man kann PLA schleifen, ABS offenbar chemisch nach bearbeiten).

Fazit

Für die erste Woche und die ersten Modelle ist das schon ganz gut gegangen. Man kann Raspberry Pi Gehäuse drucken und diese dann auch verwenden. Die höhere Qualität kommt dann vermutlich aus gewonnener Erfahrung dazu. Ich bin jedenfalls gespannt. Eventuell kann man andere Modelle einfacher drucken. Ich werde euch darüber gerne berichten.

Gewinnspiel

Eine Woche ist mein Drucker fast ununterbrochen gelaufen. Ich habe zahlreiche Raspberry Pi Gehäuse gedruckt, die schönsten zwei (weiß und schwarz) verlose ich nun an euch! Alles was du als potentieller Gewinner tun musst ist ein Kommentar zu hinterlassen. Am besten schreibst du warum gerade du das Gehäuse benötigst und welche Farbe du haben möchtest. Bitte hinterlasse dabei eine Email Adresse die du auch abfragst, ich gebe die Gewinner direkt als Kommentar bekannt und werde per Mail nach Lieferadressen anfragen. Die Gewinner werden Ende September / Anfang Oktober bekanntgegeben.

PS: falls euch die Gehäuse nicht gefallen dürft ihr das auch gerne schreiben. Über Tipps für eine noch bessere Druckqualität bin ich offen. Schaffen wir es ein perfektes Raspberry Pi Gehäuse zu drucken?