„Dare to Repair“-Wettbewerb: Der Einstieg

Dieses Wiki führt dich durch den gesamten Prozess der Erstellung eines 3D-Modells für ein Originalteil sowie den Druck von Lösungen zur Herstellung eines Ersatzteils. Diese Anleitungen richten sich an alle – vom Anfänger bis zum Fortgeschrittenen in 3D-Modellierung und -Druck. Wir möchten es für die Menschen einfach machen, diesen Prozess zu nutzen, um Ersatzteile zu entwerfen, zu teilen und bei so vielen Reparaturen wie möglich zu drucken.

Bevor wir beginnen, möchten wir ein großes Dankeschön an Thijs Beerkens aussprechen, der uns erlaubt hat, seine Anleitungen für diesen Wettbewerb zu adaptieren.

Für weitere Informationen – einschließlich der Regeln, Einreichungsrichtlinien und Preise – schau dir unsere Ankündigung zum „Dare to Repair“-Wettbewerb auf unserem Blog an. Vergiss nicht, dass deine Einreichungen bis Montag, den 14. Mai fällig sind.

Wir haben zahlreiche Ressourcen erstellt, die dir den Einstieg erleichtern. Zur einfachen Referenz findest du unten eine vollständige Liste der Anleitungen, die wir in dieser Serie behandeln:

• Phase 1: Zerlegung
• Phase 2a: Umgestaltung mit 3D-Scanning
• Phase 2b: Umgestaltung mit CAD
• Phase 3: Reproduktion

Der Prozess zur Herstellung eines 3D-gedruckten Ersatzteils besteht aus drei Hauptphasen: Zerlegung, Umgestaltung und Reproduktion. (Wir haben für jede Phase separate Anleitungen erstellt, denen du folgen kannst.) Es steht dir jedoch frei, dieses Projekt nach eigenem Ermessen anzugehen.

Hier ist eine kurze Zusammenfassung dessen, was du in jeder Phase tun wirst:

1. Zerlegung: Untersuche und verstehe das Originalteil sowie seine kritischen Merkmale, bestimme deine Modellierungsstrategie und lege die Anforderungen für dein neues Ersatzteil fest. Die Wahl der richtigen Modellierungsstrategie zu Beginn des Prozesses ist unglaublich wichtig. Es erhöht die Chancen, dass du am Ende des Prozesses tatsächlich ein brauchbares Ersatzteil hast. In der Zerlegungsphase bestimmst du auch die Funktion, den Kontext, das Material und die Geometrie des Teils, um festzulegen, welche Aspekte genau reproduziert werden müssen – und was vereinfacht werden kann, um den Prozess zu beschleunigen. Du wirst auch identifizieren, wie das Teil aufgebaut war, was dir dabei hilft, es in einem 3D-Modell nachzubauen.

1. Umgestaltung: In der Zerlegungsphase wirst du dich entweder für CAD-Modellierung oder 3D-Scanning als bevorzugte Strategie entschieden haben. In dieser Phase geht es an die Modellierung. Einige Teile lassen sich einfacher modellieren, während andere aufgrund ihrer Komplexität und Form besser mit 3D-Scannern erfasst werden können. Wir haben Anleitungen für beide Umgestaltungswege: Die CAD-Modellierungsanleitung hilft dir dabei, Maße und Referenzen zu nehmen und diese in der 3D-Modellierung anzuwenden; die 3D-Scanning-Anleitung beinhaltet einen vollständigen Prozess für photogrammetriebasiertes 3D-Scanning unter Verwendung einer Digitalkamera und Software zur Erstellung detaillierter 3D-Scans.

1. Reproduktion: Nachdem du das 3D-Modell erstellt hast, hilft dir die Reproduktionsphase dabei, das Modell für den Druck vorzubereiten. Wir haben mehrere nützliche Plattformen aufgelistet, um einen 3D-Drucker oder einen Dienstleister in deiner Nähe zu finden. (Es sind bereits mehr 3D-Drucker für dich verfügbar, als du vielleicht denkst!) Da du das Modell bereits selbst erstellt hast, fallen für den Druck auf einem fremden Drucker nur Kosten für das Material, den Strom und möglicherweise das Starten des Druckers an.

Da 3D-Druck hauptsächlich auf Kunststoff basiert, haben wir uns auf die Reproduktion von starren Kunststoffteilen konzentriert. Du kannst Teile aus 3D-gedruckten Kunststoffen reproduzieren, die ursprünglich aus anderen Materialien bestanden – wie Holz oder Metall. Es ist wichtig, sich der Anforderungen bewusst zu sein, die für ein solches Teil gelten (wie du in der Zerlegungsphase entdecken wirst, verhält sich ein Ersatzteil aus einem anderen Material anders als eines aus dem Originalmaterial). Zudem sind die meisten gängigen 3D-Druck-Kunststoffe starr oder nur geringfügig flexibel, daher sind hochflexible Teile ebenfalls schwierig nachzubilden.

Schau dir zuletzt die Größe des betreffenden Teils an. Wenn es einen wesentlichen Teil des gesamten Produkts ausmacht, wird es wahrscheinlich eine schwierige Aufgabe. Das Teil muss in den Bauraum eines 3D-Druckers passen, sonst kann es nicht maßstabsgetreu gedruckt werden. Ein gängiger Bauraum für Desktop-3D-Drucker liegt heute bei etwa 200 x 200 x 200 mm, obwohl es auch größere Drucker gibt. Es ist wahrscheinlich am besten, sich vorerst an diese Größe (oder kleiner) zu halten, damit du auf weit verbreiteten Druckern drucken kannst. Und andere Leute können dein Teil dann auch drucken!

Du benötigst mindestens ein Originalteil, für das du einen Ersatz erstellen möchtest. Idealerweise ist dieses Teil „größtenteils“ vollständig – es ist jedoch kein Weltuntergang, wenn das Teil ein wenig beschädigt ist. (Es kann auch ganz fehlen.)

Das Originalteil dient als Referenz, von der aus du arbeiten kannst – da du Maße und Fotos davon machen wirst. Falls du das Teil nicht hast – keine Sorge. Es wird etwas herausfordernder, aber der Rest des Produkts kann dir viel über das fehlende Teil verraten. Verbindungselemente, Konturen, Formen und Gehäuse können ebenfalls Abmessungen und Referenzen für dein neues Teil liefern.

Du benötigst Zugang zu einem ordentlichen Computer. Da du mit CAD- und 3D-Scanning-Software arbeiten wirst, muss dein Computer in der Lage sein, diese leistungsintensiven Programme auszuführen. Fast alle CAD-Programme laufen auf einem Prozessorkern, und die Verarbeitung eines 3D-Scans erfolgt „in der Cloud“ auf einem speziellen Server – lass dich also nicht von hohen Systemanforderungen einschüchtern. Stelle jedoch sicher, dass du eine x64-Windows-Version hast, und Autodesk empfiehlt mindestens 4 GB RAM sowie eine dedizierte Grafikkarte mit mindestens 512 MB GDDR-Speicher.

Natürlich benötigst du auch Zugang zu einem 3D-Drucker. Die bereitgestellten Anleitungen und Werkzeuge basieren auf FDM-3D-Druckern, da diese am weitesten verbreitet sind. Wir haben einige nützliche Plattformen hinzugefügt, um einen Drucker in deiner Nähe zu finden. Falls du jemanden kennst oder ein Geschäft, eine Bibliothek, eine Schule, ein Unternehmen, einen Arbeitsbereich oder einen Makerspace, der einen 3D-Drucker besitzt, lohnt es sich auf jeden Fall zu fragen, ob du dort ein Modell drucken kannst. Wir haben oft festgestellt, dass diese Leute sehr interessiert und hilfsbereit sind.

Folgende Werkzeuge sind für dein Projekt ebenfalls erforderlich:

• Ein geeigneter Arbeitsbereich und angemessene Schutzkleidung
• Ein Autodesk-Konto und lizenzierte Kopien von Autodesk Fusion 360 und Autodesk ReMake. Beide sind für Hobbyisten, Studenten und Start-up-Unternehmen kostenlos!
• Eine Digitalkamera oder ein Smartphone, vorzugsweise eines, das manuell eingestellt werden kann (z. B. eine DSLR). Jede Kamera funktioniert, solange sie eine anständige Bildauflösung (10 MP+) hat
• Ein Messschieber, vorzugsweise ein digitaler, da du Maße im Submillimeterbereich nehmen wirst.
• Andere Messwerkzeuge – wie ein Geodreieck, ein Lineal usw.

Beim Basteln an Elektronik und Haushaltsgeräten ist es möglich, dass Herstellergarantien erlöschen und du auf potenziell gefährliche Materialien stößt. Es ist unglaublich wichtig, dass du größte Sorgfalt und den gesunden Menschenverstand walten lässt! Wir empfehlen dringend, angemessene Sicherheitsvorkehrungen für dieses Projekt zu treffen, einschließlich (aber nicht beschränkt auf): das Tragen von Schutzkleidung, das Arbeiten in einem dafür vorgesehenen Bereich und das Nicht-Einführen deines Schraubendrehers an Stellen, an denen du einen Stromschlag bekommen könntest. Achte darauf, netzbetriebene Geräte 30 Minuten vor Arbeitsbeginn abzuziehen. Bestimmte Geräte speichern große Mengen an Elektrizität, die sich bei Kontakt entladen können. Wenn du Fragen hast oder unsicher bist, kontaktiere einen Experten.

Selbstgemachte, 3D-gedruckte Ersatzteile entsprechen nicht den OEM-Qualitätsstandards und -Prüfungen. Es gibt keine Garantie dafür, dass sie einwandfrei funktionieren, daher solltest du bei Teilen, die tragend oder federbelastet sind oder mit Hitze, Wasser und Lebensmitteln in Kontakt kommen, besonders vorsichtig sein.

Deine Teilnahme an diesem Wettbewerb erfolgt auf eigene Verantwortung. Die Wettbewerbssponsoren sind für nichts verantwortlich, was du im Zusammenhang mit dem Wettbewerb tust. Davon abgesehen hoffen wir, dass du viel (sehr verantwortungsbewussten) Spaß bei der Teilnahme hast.

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