Mini Filament Spule

Projekte

Projects

Mini Filament Spule

Mini filament spool

02.2022

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Overview
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Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools

Um Filamentreste platzsparender zu Lagern habe ich ein mini Filament Spule in CAD gebaut mit der aus zwei Gleichteilen eine Rolle entsteht.

Das Teil benötigt praktisch keinen Support und kann mit einem 0,4mm Nozzle in ca. 3,5h gedruckt werden. Die beiden hälften werden über ein Bajonettverschluss miteinander verbunden und benötigen keinen Kleber oder sonstiges Material. 

Der Vorteil ist, das man die Filamentreste einfach einlegen kann und dann  schließt anstatt alles mühsam aufzuwickeln. Durch den Bajonettverschluss lässt sich die Spule auch wieder leicht auseinanderbauen.

Innendruchmesser: 87mm
Außendurchmesser: 160mm
Breite: 40mm

In order to store filament residues in a more space-saving way, I built a mini filament spool in CAD with which a roll is created from two identical parts.

The part requires practically no support and can be printed with a 0.4mm nozzle in around 3.5 hours. The two halves are connected to each other via a bayonet lock and do not require any glue or other material.

The advantage is that you can simply insert the filament residue and then close it instead of winding everything up with difficulty. Thanks to the bayonet lock, the coil can also be easily disassembled again.

Inside diameter: 87mm
Outside diameter: 160mm
Width: 40mm

3D Model

3d model 3d model,blender,obj,3ds,maya,dxf,dae,stl,vrml,x3d,file by z9z1rc
     

Flugzeugtrolley Bar mit LEDs

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Flugzeugtrolley Bar

Airline Trolley Bar

11.2020

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Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools

Vor einiger Zeit konnte ich mir über die Kleinanzeigen einen gebrauchtet Flugzeugtrolley für vergleichsweise wenig Geld kaufen. Der Trolley ist seitdem eine tolle Bar und sollte schon seit einer Zeit beleuchtet werden. Nun hat schon seit längerem die dunkle Jahreszeit begonnen und jetzt bekam der Wunsch der Beleuchtung eine Notwendigkeit. 
Auf dem Flohmarkt konnte ich eine 50m lange LED Rolle für 10€ ergattern und nutze diese jetzt um die Bar mit Licht auszustatten.

Some time ago I was able to buy a used airplane trolley for comparatively little money through the classifieds. The trolley has been a great bar ever since and should have been lit for a while. The dark season has long since begun and now the need for lighting has become a necessity.

At the flea market I was able to get hold of a 50m long LED roll for 10 € and now use it to equip the bar with light.

Als Material habe ich weißes Kabel, einen Endschalter, ein Netzteil mit Kabelklemmen, einen Mobilen Lötkolben, eine Heißklebepistole, transparentes Klebeband und einen Akkuschrauber mit Metallbohrköpfen verwendet.

The material I used was white cable, a limit switch, a power supply unit with cable clamps, a mobile soldering iron, a hot glue gun, transparent adhesive tape and a cordless screwdriver with metal drill heads.

Zuerst habe ich die selbstklebenden LEDs zurecht geschnitten und dann aufgeklebt. An sensiblen Stellen habe ich transparentes Klebeband unter und über das LED Band geklebt, da der ganze Trolley aus leitendem Aluminium ist und es sonst zu Kurzschlüssen kommen könnte.
Nach dem Aufkleben habe ich oben in die Rückseite des Trolley zwei Löcher für die Kabeldurchlässe für die Abstellfläche gebohrt. Die Löcher hatten eine Durchmesser von 4mm. Für die Netzteilkabelklemme habe ich unten ein 10mm Loch gebohrt. Nun habe ich alle Kabel mit genügend Spiel abgelängt und die Enden Abisoliert verdreht und ordentlich Verzinnt. Ebenso habe ich die entsprechenden Kontakte auf den LED Streifen verzinnt damit das spätere Verlöten leichter geht.

Den Endschalter habe ich in Reihe mit den innen liegenden LED Streifen verlötet und in die untere rechte Ecke der Tür mit der Heizklebepistole geklebt. Der Endschalter öffnet den Schaltkreis bei geschlossener Tür. Beim öffnen der Tür wird der Kontakt geschlossen und die inneren LEDs leuchten. 

Die LED Streifen auf der Abstellfläche sind parallel direkt mit der Netzeilkabelklemme verbunden und leuchten immer. Alle losen Kabel konnte ich mit dem transparenten Klebeband unsichtbar im inneren des Trolleys verlegen und fixieren.

First I cut the self-adhesive LEDs and then glued them on. I stuck transparent adhesive tape under and over the LED tape in sensitive areas, as the whole trolley is made of conductive aluminum and otherwise short circuits could occur.
After gluing it on, I drilled two holes in the back of the trolley for the cable openings for the storage area. The holes were 4mm in diameter. I drilled a 10mm hole at the bottom for the power supply cable clamp. Now I have cut all the cables to length with enough play and twisted the stripped ends and tinned them properly. I also tinned the corresponding contacts on the LED strips so that later soldering is easier.

I soldered the limit switch in series with the LED strips on the inside and stuck it in the lower right corner of the door with the glue gun. The limit switch opens the circuit when the door is closed. When the door is opened, the contact is closed and the internal LEDs light up.

The LED strips on the shelf are directly connected to the power cable clamp and always light up. I was able to lay and fix all loose cables invisibly inside the trolley with the transparent adhesive tape.

Kupferfilament

Projekte

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Kupfer Filament 3D Druck

Copper filament 3D printing

11.2021

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Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools
Druckzeit ca. 4h / benutztes Filament:
~30g Formfutura MetalFil - Classic Copper  <=> ~2€

Als ersten Druck nach dem Neuaufbau auf dem neuen 3D Druck Tisch habe ich das Kupferfilamt von Formfutura gewählt. Welches ich bei filamentworld gekauft habe. Es ist deutlich schwerer als normales Kunststoffilament und lässt sich durch Säuren künstlich altern um einen besonderes Aussehen zu erzeugen.

Bei der Modellsuche habe ich mich schwer getan, da ich ein Objekt gesucht habe was nach dem Künstlichen altern wie ein Artefakt wirken sollte durch die Grünspan-Patina. Dann bin ich auf der Plattform thingiverse.com auf das Tetrahedronpuzzle des Nutzers Nihlton gestoßen. 

Für das Modell muss 4x das gleiche Teil gedruckt werden. Ich habe natürlich nicht genau geguckt und habe erst 3 gedruckt. Das drucken der 3 Teile hat ca. 3h gedauert und für das danach eine weitere Stunde. Also insgesamt ca. 4h Druckzeit.

Für das Slicen habe ich die Software Cura benutzt da man hier besser Einstellungen vornehmen kann, insbesondere im Hinblick auf Stützmaterialen und Füllmuster. Nach dem Slicen in Cura kann der gespeicherte G-Code in Luban eingefügt werden und der Druck über das Programm gestartet werden. Mittlerweile ist der Snapmaker 2.0 A350 auch als Drucker in Cura zu finden was das Setup deutlich erleichtert. Die Software vom Snapmaker 2.0 „Snapmaker Luban“ ist durch ständige Updates mittlerweile aber auch recht brauchbar geworden. 

Für die Schichtdicke habe ich eine Höhe von 0,16mm gewählt um mehr Details zu bekommen und die Schichten nicht so deutlich sichtbar zu haben. Als Drucktemperatur habe ich 220°C gewählt da ich Grundsätzlich einen Edelstahl Düse (Nozzle) verwende und dort die Wärmeleiteigenschaften nicht so gut sind. Generell wir aber eh für dieses Filament ein Edelstahldruckkopf empfohlen da das Filament durch seine Kupferzusätze die Düse schneller verschleißen lässt. Die Empfohlene Drucktemperatur für das Material beträgt 190 – 220°C, womit ich mich am oberen Ende befinde. Beim nächsten Druck mit diesem Material werde ich mit einer Temperatur von 215°C Drucken, da ich recht viel „stringing“ und Bläschen hatte, was auch auf eine zu hohe Drucktemperatur schließen lässt.

Beim einführen des Filaments in das „Hot End“ hat das Vorschubgetriebe das Material aufgerieben und es wurde kein Material durch die Düse gedrückt. Dies konnte ich aber dadurch beheben das ich gute 10cm des Endes abgeschnitten habe, da das abgeschnittene Stück durch das Fixieren an der Rolle vorgeschädigt war. Das Material hat nämlich eine Sandige Struktur und ist recht brüchig was das Zuführen erschwert. Allerdings hatte ich danach keinerlei Probleme mehr.

Nach dem Drucken habe ich alle Stützstrukturen entfernt und die Kanten entgratet. Beim Zusammenbau ist mir ein Teil heruntergefallen und Zerbrochen, was Zeigt wie zerbrechlich die Teile sein können. Dies liegt vermutlich an dem Kupfer das als Pulver oder Staub beigefügt ist und sich nicht wie normaler Kunststoff verhält, der lange und Stabile Ketten bildet. Durch Kleben mit zähflüssigem Sekundenkleber konnte das Teil gerettet werden allerdings wir es vermutlich nicht zusammenhalten beim Versuch das Puzzle auseinander zu bauen, was normal schon recht schwer war. Das Teil kann gerne ein Rätsel für Archäologen der Zukunft werden die es beim Versuch es auseinander zu nehmen Kaput machen werden ohne zu wissen das es schon mal kaputt war. Aber so ist das leben. 😀

Im Netz wird zum Künstlichen Altern eine Mischung aus Essig und Salz Empfohlen. Ich habe nach einigen Stunden im Bad und anschließendem Trocknen konnte ich keine große Veränderung feststellen. Nur die entgrateten Kanten hatten einen leichten Grünspan-Stich. Daraus habe ich geschlossen das die meisten Kupferpartikel trotz des hohen Anteils von 80% beim Drucken vom isolierendem Kunststoff umschlossen sind. Daher habe ich alle Außenflächen mit einer Messing Drahtbürste gründlich bearbeitet und den Prozess wiederholt. dabei habe ich aber immer nur einen Teil der Pyramide in die Mischung gelegt und nach einigen Minuten gedreht um Sauerstoff an das Teil zu lassen. Allerdings hat sich erst nach einigen Stunden nach dem Trocknen auf der warmen Heizung zu meiner Freude ein eine deutliche Patina ausgebildet. Das Ergebnis ist im Video zu sehen.

Als nächstes möchte ich eine Lampe mit antikem Muster, einen Oktopus oder ein anderes nautisches Objekt drucken, was dem Material als Verwendung vielleicht am besten gerecht wird.

Auch möchte ich Testen ob der hohe Kupferanteil auch das Leiten von Strom ermöglicht.

Print time approx. 4h / used filament:
~30g Formfutura MetalFil - Classic Copper  <=> ~2€

As the first print after rebuilding on the new 3D printing table, I chose the copper filament from Formfutura. Which I bought at filamentworld. It is significantly heavier than normal synthetic filament and can be artificially aged using acids to create a special look.

When looking for a model, I found it difficult because I was looking for an object that, after the artificial, should look like an artifact due to the verdigris patina. Then I came across the tetrahedron puzzle from user Nihlton on the thingiverse.com platform.

The same part must be printed four times for the model. Of course, I didn’t look carefully and only printed 3. The printing of the 3 parts took about 3 hours and then another hour. So a total of approx. 4 hours of printing time.

I used the Cura software for slicing because you can make better settings here, especially with regard to support materials and fill patterns. After slicing in Cura, the saved G-Code can be inserted in Luban and printing can be started via the program. In the meantime, the Snapmaker 2.0 A350 can also be found as a printer in Cura, which makes setup much easier. The software from Snapmaker 2.0 „Snapmaker Luban“ has become quite usable due to constant updates.

For the layer thickness I chose a height of 0.16mm in order to get more details and not have the layers so clearly visible. I chose 220 ° C as the printing temperature because I basically use a stainless steel nozzle and the thermal conductivity properties are not so good there. In general, however, we recommend a stainless steel printhead for this filament because the filament causes the nozzle to wear out faster due to its copper additives. The recommended printing temperature for the material is 190-220 ° C, which puts me at the top end. The next time I print with this material, I will print with a temperature of 215 ° C, because I had a lot of stringing and bubbles, which also suggests that the printing temperature was too high.

When inserting the filament into the „hot end“, the feed gear rubbed the material and no material was pushed through the nozzle. But I was able to fix this by cutting off a good 10cm of the end, because the cut piece was damaged by fixing it to the roll. The material has a sandy structure and is quite brittle, which makes it difficult to feed. However, I didn’t have any more problems afterwards.

After printing, I removed all support structures and deburred the edges. During assembly, a part fell and broke, which shows how fragile the parts can be. This is probably due to the copper that is added as powder or dust and does not behave like normal plastic, which forms long and stable chains. The part could be saved by gluing with viscous superglue, but we probably won’t hold it together when trying to disassemble the puzzle, which was normally quite difficult. The part can easily become a puzzle for archaeologists of the future who will break it trying to take it apart without knowing that it has already been broken. But that’s life. : D

A mixture of vinegar and salt is recommended for artificial aging on the internet. After a few hours in the mixture and then drying, I couldn’t notice any major change. Only the deburred edges had a slight verdigris tinge. From this I concluded that most of the copper particles are surrounded by the insulating plastic during printing, despite the high proportion of 80%. So I worked all the outside surfaces thoroughly with a brass wire brush and repeated the process. I only put part of the pyramid into the mixture and after a few minutes turned it to let oxygen reach the part. However, to my delight, a noticeable patina has only developed after a few hours after drying on the warm heater. The result can be seen in the video.

Next, I want to print an antique pattern lamp, octopus, or other nautical object, which may best suit the material as a use.

I would also like to test whether the high copper content also enables electricity to be conducted.

3D Drucker- und Schneidtisch

Projekte

Projects

3D Drucker und Schneid Tisch

3D printer and cutting table

07.2020

Überblick

Overview
Geplantes Budget
planed budget
0
Fortschritt
progress

Design

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Build

Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools

Um dem Snapmaker 2.0 einen würdigen Untergrund zu bieten, habe ich mich entschlossen zwei Tische auf Rollen aus Multiplex Buche zu bauen. Der kleine Tisch wird für den 3D Drucker sein und der größere wird ein Allzwecktisch sein der voraussichtlich als Schneidtisch genutzt wir. Um eine angenehme Arbeitsposition zu haben werden beide Tische eine höhe von ca. 90cm haben. Für ein schnelles Neupositionierung oder für einen Umzug werden beide Tische Rollen haben. Beim Design habe ich darauf geachtet das die Tiefe 80cm nicht überschreitet damit die Tische durch alle Türen passen. Beim Design habe ich darauf geachtet das Ungenauigkeiten beim Sägen Später im Bau ausgeglichen werden können ohne besonders aufzufallen. Glücklicherweise wurden alle Wichtigen Teile auf einen 1/2 mm genau gesägt. Dummerweise hatte ich bei den Türen fehlerhafte Maße angegeben weswegen diese neu bestellt werden müssen.

In order to offer the Snapmaker 2.0 a worthy surface, I decided to build two tables on castors made of multiplex beech. The small table will be for the 3D printer and the larger one will be an all-purpose table that will probably be used as a cutting table. In order to have a comfortable working position, both tables will have a height of approx. 90cm. For a quick repositioning or for a move, both tables will have castors. When designing, I made sure that the depth does not exceed 80cm so that the tables fit through all doors. During the design, I made sure that inaccuracies when sawing can be compensated for later in the construction without attracting particular attention. Fortunately, all of the important parts were sawn to an accuracy of 1/2 mm. Unfortunately, I had given incorrect dimensions for the doors, which is why they have to be reordered.

Die Seitenwände sind aus 20mm Buche Multiplex und sollen die Kräfte in die Rollen übertragen. Die Rückwand ist nur 15mm Stark und dient hauptsächlich zur Verbesserung Verwindungssteifigkeit. Die Tischplatte und innenliegende untere Platte sind jeweils mit zwei hochkanten Latten verstärkt um durchbiegen zu verhindern.

Für die Tische wurden 8x Rollen, 6 Scharniere ~60 Winkel und ~700 4 x 16 mm Torx Linsenkopfschrauben verwendet.

Insbesondere bei den Schrauben und Winkeln musst ich je 2 und 1 Packung nachkaufen. Das lag hauptsächlich daran das in jedem Winkel 12 Schrauben benutzt wurden und die Menge an Winkeln generell sehr großzügig ausgelegt wurde. Dies ist später gut in den Bildern zu sehen. Die hälfte an Schrauben und ca. 1/3 weniger Winkel wären sicher auch ausreichend gewesen.

Ein bestellter Versteifungsbalken des großen Tischs war zu lang und musste deshalb gekürzt werden. Mit der neuen gebrauchten Kappsäge ging dies nach vorherigem markieren sehr einfach und schnell.

The side walls are made of 20mm beech multiplex and should transfer the forces into the rollers. The back wall is only 15mm thick and is mainly used to improve torsional rigidity. The table top and inner lower plate are each reinforced with two upright slats to prevent sagging.

For the tables 8x rollers, 6 hinges ~ 60 angles and ~ 700 4 x 16 mm Torx pan head screws were used.

Especially for the screws and angles, I have to buy 2 and 1 pack each. This was mainly due to the fact that 12 screws were used in each angle and the amount of angles was generally designed very generously. This can be seen clearly in the pictures later. Half of the screws and about 1/3 less angles would certainly have been sufficient.

An ordered stiffening beam for the large table was too long and therefore had to be shortened. With the new used chop saw, this was very easy and quick after marking beforehand.

Ein bestellter Versteifungsbalken des großen Tischs war zu lang und musste deshalb gekürzt werden. Mit der neuen gebrauchten Kappsäge ging dies nach vorherigem markieren sehr einfach und schnell.

An ordered stiffening beam for the large table was too long and therefore had to be shortened. With the new used miter saw, this was very easy and quick after marking beforehand.

Es war geplant die Tische im Keller zusammen zu bauen. Glücklicherweise viel mir dann auf das der Tisch zwar 80cm tief ist und durch die Tür des Kellers passt aber nicht um die Kurve durch seine länge. So musste ich kurzerhand den Zusammenbau in das Wohnzimmer verlegen.

Zuerst wurden die Seitenwände mit vorgebohrten Löchern und je 5 Schrauben miteinander verbunden. Die Positionen der Löcher wurden auf der Rückwand angezeichnet und zuerst nur in dieser vorgebohrt. Da die Seitenwände eine leichte Wölbung hatten mussten die Seitenwände an jedem Bohrloch einzeln an der Rückwand ausgerichtet werden und dann gebohrt werden. Beim zusammenschrauben konnten so die Wölbungen in den Seitenwänden entfernt werden.

Beim kleinen Tisch habe ich einen anderen Ansatz getestet und sowohl auf der Rückwand als auch auf den Seitenwänden die Positionen der Löcher abgemessen, angezeichnet und schließlich Vorgebohrt. Beim zusammenschrauben haben sich alle Teile aber nicht wie gewünscht zusammengefügt und es entstanden sowohl seitliche Abweichungen als auch in der Höhe zwischen den Teilen. Die Abweichungen betrugen nur 1-2mm aber es war nicht so schön bündig wie bei der ersten Methode.

Nun wurden endlos viele Winkel mit Leisten verschraubt. Der oberen Frontblende musste besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden, damit diese Seitlich bündig mit den Seitenwänden ist und es eine gleichbleibenden Abstand zwischen den Seitenwänden gibt, da sonst die Stützlatten nicht zwischen die Seitenwände passen. Als Hilfe lag die Tischplatte unter dem Gestell um zu überprüfen ob Breite und Windschiefigkeit stimmen. Am Ende wurde das Gestell nach dem ersten Ausrichten und fixieren mit vielen weiteren Schrauben mit der Tischplatte Verschraubt.

Nun wurden die Unteren zwei Stützlatten und die untere Frontblende angebracht. Nach dem einlegen der innenliegenden unteren Platte wurden in die Ecken Winkel geschraubt da die Platte dort keine Auflagefläche hat um in der höhe fixiert zu sein. Die höhe wurde mit der Oberseite der Frontblende Bündig abgeschlossen und durch Messen an die Ruckseite übertragen. Nun konnten die Winkel mit der Frontblende und der Rückwand verschraubt werden.

It was planned to assemble the tables in the basement. Fortunately, I realized that the table is 80cm deep and through the door of the cellar does not fit around the curve due to its length. So I had to move the assembly to the living room without further ado.

First the side walls were connected to each other with pre-drilled holes and 5 screws each. The positions of the holes were marked on the back wall and initially only pre-drilled in this. Since the side walls had a slight curvature, the side walls had to be individually aligned on the rear wall at each borehole and then drilled. When screwing together, the bulges in the side walls could be removed.

With the small table I tested a different approach and measured the positions of the holes on the back wall as well as on the side walls, marked them and finally pre-drilled them. When screwing together, however, all parts did not fit together as desired and there were both lateral deviations and height between the parts. The deviations were only 1-2mm, but it wasn’t as nice and flush as with the first method.

Now an endless number of angles were screwed with strips. Special attention had to be paid to the upper front panel so that it is flush with the side walls and there is a constant distance between the side walls, otherwise the support slats will not fit between the side walls. As an aid, the table top was under the frame to check whether the width and the skewed direction were correct. In the end, after the first alignment and fixation, the frame was screwed to the table top with many more screws.

Now the lower two support slats and the lower front panel have been attached. After inserting the lower inner plate, angles were screwed into the corners because the plate has no support surface there to be fixed in height. The height was flush with the top of the front panel and transferred to the back by measuring. Now the brackets could be screwed to the front panel and the rear wall.

3D Model

3d model 3d model,blender,obj,3ds,maya,dxf,dae,stl,vrml,x3d,file by z9z1rc
     

Nun wurden die Rollen angebracht. 

Da ich auch für die Rollen die relativ kurzen 16mm langen schrauben verwendet habe habe ich beim umkippen des Tisches immer den Schraubenkoffer, der eine ähnlich höhen wie die Rollen hat, unter die Ecke des Tisches gestellt um keine Hebelkräfte beim kippen auf die Rollen zu bringen und dabei möglicherweise die Schrauben aus dem Holz zu Reißen.

Nach dem Zusammenbau mussten alle Oberflächen aufsteigend mit 80er, 100er, 120er und 180er Körnung Schleifpapier geschliffen werdend. Dabei habe ich den nicht sichtbaren Flächen und den innenliegenden keine oder weniger Aufmerksamkeit gewidmet. Nicht zuletzt da die Flächen schwer erreichbar waren. Nach dem Schleifen wurde der Tisch innen und außen mit „Danish Oil“ eingeölt um ihn vor Feuchtigkeit zu schützen. Besonders das einölen der Innenseiten war schwierig.

Beim kleinen Tisch habe ich mich daher entschieden vor dem Zusammenbau alle Oberflächen zu schleifen, da so auch die innenliegenden Ecken deutlich besser geschliffen sind. Danach habe ich auch zuerst die innenliegenden Seiten des Tisches eingeölt was nach dem Zusammenbau alles wesentlich einfacher gemacht hat da dann nur noch die äußeren leicht erreichbaren Flächen eingeölt werden mussten.

Leider Fehlen noch Türen und die Schubladen, die erstmal später gebaut und angebracht werden müssen. 

Now the rollers have been attached.

Since I also used the relatively short 16mm long screws for the castors, I always put the screw case, which is similar in height to the castors, under the corner of the table when tilting the table so as not to bring any leverage on the castors when tilting this could cause the screws to tear out of the wood.

After assembly, all surfaces had to be sanded in ascending order with 80, 100, 120 and 180 grit sandpaper. In doing so, I paid little or no attention to the invisible surfaces and the inner ones. Not least because the areas were difficult to reach. After sanding, the table was oiled inside and out with „Danish Oil“ to protect it from moisture. Oiling the inside was especially difficult.

With the small table, I therefore decided to sand all the surfaces before assembling, as this also sanded the inner corners significantly better. Then I first oiled the inner sides of the table, which made everything a lot easier after assembly because then only the outer, easily accessible surfaces had to be oiled.

Unfortunately, the doors and the drawers that have to be built and attached later are still missing.

Labornetzteil aus PC Netzteil

Projekte

Projects

Labornetzteil aus PC Netzteil - Eigenbau

Laboratory power supply from PC power supply - DIY

01.2021

Überblick

Overview
Geplantes Budget
planed budget
~ 0
Fortschritt
progress

Design

Prepare

Build

Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools

Einleitung

Für ein kommendes Projekt brauche ich eine Gleichstromquelle. Hierfür habe ich ein altes Projekt herausgekramt, dass seit guten 5 Jahren brach lag. Wie der Titel verrät war damals der Plan ein alten PC Netzteil in ein Labornetzteil umzubauen. Um dem ganzen ein bisschen mehr Eleganz und Labor Charakter zu verpassen habe ich damals angefangen ein Gehäuse zu bauen. Die Seitenwände sind fertig die Frontabdekung allerdings nicht. Da ich jetzt eine Anwendung hatte und auch besser ausgestattet bin, habe ich mich wieder auf das Projekt gestürzt und es dann an einem Wochenende in einen funktionsfähigen Status gebracht. Heute würde ich einige Dinge anders machen aber Damals hatte ich praktisch nur eine Säge, ein elektrisches Multitool und Sprühlack.

Warum ein PC Netzteil?

Günstige Labornetzteile fangen schon bei 30€ an warum sollte man also eine DIY variante machen? Zum eine lernt man beim Bau einiges und solange man nicht anfängt das PC Netzteil aufzuschrauben ist man auch recht sicher unterwegs, was die elektrische Spannung an geht. Zum anderen kann man so zumindest etwas den Elektroschrott reduzieren. Denn oft kann man die PC Netzteile sogar umsonst abgreifen wenn ein alter PC entsorgt werden soll. Das schont also Umwelt und den Geldbeutel.

Am interessantesten am PC Netzeil sind aber eigentlich die möglichen Spannungen mit denen man arbeiten kann. Das PC Netzteil kann eine Spannung bis 24V erzeugen. Um so eine Spannung bei gekauften Labornetzteilen zu finden muss man dann damals gute 80€ ausgeben. Heute kann man schon welche ab 50€ wo man dann auch den Strom limitieren kann, was bei dem PC Netzteil so ohne weiteres nicht geht. Heute würde ich vermutlich auch ein Netzteil kaufen, wegen der erwähnten regelbaren Strombegrenzung und der regelbaren Spannung. Was der Unterschied zum PC Netzteil ist erkläre ich unten.

Introduction

For an upcoming project, I need a DC power source. For this I dug out an old project that had been idle for a good 5 years. As the title suggests, the plan was to convert an old PC power supply into a laboratory power supply. In order to give the whole thing a little more elegance and laboratory character, I started to build a case back then. The side walls are finished, but the front cover is not. Since I now had an application and am better equipped, I threw myself back on the project and then got it into a functional state over a weekend. Today I would do a few things differently, but at that time I basically only had a saw, an electric multitool and spray paint.

Why a PC power supply?

Cheap laboratory power supplies start at 30€, so why should you do a DIY variant? On the one hand, you learn a lot during construction and as long as you don’t start to unscrew the PC power supply, you are also quite safe on the road with regard to the electrical voltage. On the other hand, you can at least reduce e-waste somewhat. Because often you can even tap the PC power supply for free if an old PC is to be disposed of. So that saves the environment and your wallet.

The most interesting thing about the PC power supply are actually the possible voltages with which you can work. The PC power supply can generate a voltage of up to 24V. In order to find such a voltage with purchased laboratory power supplies, you then have to spend a good 80€. Today you can get some from 50€ where you can also limit the current, which is not easy with the PC power supply. Today I would probably also buy a power supply, because of the mentioned adjustable current limit and the adjustable voltage. I explain below what the difference to the PC power supply is.

Blech biegen und Löcher bohren

Damals hatte ich es noch geschafft ein verzinktes Blech in die Richtige Breite zu schneiden. Das Projekt wurde dann aber auf Eis gelegt weil ich keine gute Möglichkeit sah, dass Frontblech halbwegs adäquat zu biegen. Perfekt wäre eine dieser 3 in 1 Blech Bearbeitungsstationen die aber damals wie heute sich in der Anschaffung nicht lohnen. Aber mit dem Schraubstock und der Blechbiege Erfahrung aus dem Bluetooth Kopfhörer Projekt habe ich mir das ganze jetzt zugetraut.

Nach dem biegen der runden Frontblende habe ich die Positionen der gezeigten Laborbuchsen eingezeichnet und gekörnt. Die roten Buchsen sind für die positiven Spannungen, die blauen für negative Spannungen und gelb/grün für 0V Spannung oder auch Masse.

Nach dem vorbohren durch das Blech habe ich einen billigen Stufenbohrer die Löcher erweitert. Das hat mäßig funktioniert.

Anschließen hab ich das Blech lackiert und über Nacht trocknen lassen. Das war aber ein Fehler, da ich vergessen habe ein Loch für den Ein-/Ausschalter zu bohren. Denn wie in der Bildergalerie unten zu sehen ist muss man nämlich das grüne Kabel mit Masse kurzschließen, um das Netzteil zu starten. Das habe ich aber in den 5 Jahren vergessen und mich erst wieder damit beschäftigt als ich noch mal das Netzteil erfolglos starten wollte.

Bend sheet metal and drill holes

At that time I still managed to cut a galvanized sheet into the right width. The project was then put on hold because I didn’t see a good way to bend the front panel halfway adequately. One of these 3 in 1 sheet metal processing stations would be perfect, but then as now it is not worth buying. But with the vice and the sheet metal bending experience from the Bluetooth headphone project, I dared to do the whole thing.

After bending the round front panel, I drew and marked the positions of the laboratory sockets shown. The red sockets are for positive voltages, the blue for negative voltages and yellow / green for 0V voltage or ground.

After pre-drilling through the sheet metal, I widened the holes with a cheap step drill. That worked moderately.

Then I painted the sheet metal and let it dry overnight. But that was a mistake because I forgot to drill a hole for the on / off switch. Because, as can be seen in the picture gallery below, you have to short-circuit the green cable to ground to start the power supply. But I forgot that in the 5 years and only dealt with it again when I tried to restart the power supply without success.

Verkabelung

Dann war es aber an der Zeit sich mit den Kabeln des Netzteiles zu beschäftigen, damit das richtige Kabel an die Richtigen Buchse kommt. Aus der folgenden Grafik, die die Pinbelegung zeigt, kann man schnell entnehmen welche Kabel gebraucht werden:

schwarz (Masse/0V), orange (+3,3V), weiß (-5V), rot (+5V), blau (-12V), gelb (+12V) und grün für das Einschalten des Netzteils. 

20 Pol Netzteil Steckerbelegung - Quelle: elektronik-kompendium.de

Achtung! Es gibt auch noch violett mit +5V was aber auch bei ausgeschaltetem Netzteil Strom liefert. Das nicht benutzen, sonst kann es unerwünschte Überraschungen geben wenn man denkt dass das Netzteil aus ist aber noch Spannung anliegt.

An dieser Stelle viel mir dann auch auf das ich eine Buchse zu viel habe. Die Buchse für die Spannung -3,3V hat das Netzteil nämlich gar nicht. Pech!

Hier habe ich dann auch das Loch für den Schalter gebohrt, was sehr schlecht ging, da das Loch 40mm groß sein musste aber mein anderer Stufenbohrer auch nur bis 40mm ging und deshalb immer durchrutschte. Die Lackierung hat auch durch die Aktion gelitten.

Für das Verkabeln habe ich dann erst einmal den Stecker abgeschnitten und alle Kabel auf eine passende Länge eingekürzt. Anschließend habe ich alle benötigten Kabel herausgesucht und doppelte und nicht benötigte Kabelenden isoliert.

Nach dem Einbau des Schalters und der Buchsen habe ich ein dickes Kupferkabel aus Wandleitungen mit dem Schalter und der Masse Buchse verbunden. Alle anderen Kabel wurden dann mit den entsprechenden Buchsen und viel Lötzinn verbunden. Professioneller wären eigentlich gecrimpte Flachsteckhülsen gewesen, die ich aber nicht besitze, weil ich bisher nie welche gebraucht habe.

Zum Schluss habe ich die Frontblende auf das Netzteil gesetzt. Derzeit fehlen aber noch Löcher für M3 schrauben um die Frontblende hinten am Netzteil und unten mit den Seitenblechen zu verschrauben. Daher kann man noch Teilweise Kabel sehen und alles ist noch nicht ganz so stabil wie es sein könnte.

Wiring

Then it was time to deal with the cables of the power supply so that the right cable comes to the right socket. From the following graphic, which shows the pin assignment, you can quickly see which cables are needed:

black (ground / 0V), orange (+3.3V), white (-5V), red (+5V), blue (-12V), yellow (+12V) and green for switching on the power supply.

Attention! There is also purple with +5V, which also provides power when the power supply is switched off. Do not use that, otherwise there may be unwanted surprises if you think that the power supply is off but voltage is still present.

At this point I also think that I have one socket too many. The power supply does not have the socket for the voltage -3.3V. Bad luck!

Here I also drilled the hole for the switch, which went very badly, because the hole had to be 40mm but my other step drill only went up to 40mm and therefore always slipped through. The paintwork also suffered from the action.

For the wiring, I first cut off the connector and shortened all the cables to a suitable length. Then I picked out all the cables I needed and insulated double and unneeded cable ends.

After installing the switch and sockets, I connected a thick copper cable made of wall leads to the switch and the ground socket. All other cables were then connected to the appropriate sockets and lots of solder. Crimped flat receptacles would have been more professional, but I don’t own them because I’ve never used them before.

Finally, I put the front panel on the power supply. At the moment there are still missing holes for M3 screws to screw the front panel at the back of the power supply and at the bottom with the side plates. Therefore you can still see some cables and everything is not as stable as it could be.

PC Netzteil Spannungen

Beim PC Netzteil kann man nur bestimmte Spannungen erhalten, in dem man die vorhandenen Spannungen miteinander kombiniert. Somit ist die Spannung ohne weiteres nicht frei regelbar was bei manchen Anwendungen ein Problem sein kann.

Das PC Netzteil erzeugt 6 Spannungen, die miteinander kombiniert werden: 

0V, +3,3V, -5V, +5V, -12V und +12V

Daraus resultieren folgende möglich Spannungen:

1,7V → +3,3V mit +5V

3,3V →  0V mit +3,3V 

5V → 0V mit +5V

7V → -12V mit -5V oder +5V mit +12V

8,3V → -5V mit +3,3V

8,7V → +3,3V mit +12V

10V → -5V mit +5V

12V  0V mit +12V

15,3V → -12V mit +3,3V

17V → -12V mit +5V oder -5V mit +12V

24V → -12V mit +12V

Auch ohne ein regelbares Labornetzteil lassen sich so trotzdem eine Vielzahl an Spannungen erzeugen. Persönlich wären noch -15V und +15V schön, um noch 3V, (11,7V), 18,3V, 20V, 27V und 30V zu erhalten.

PC power supply voltages

With the PC power supply you can only get certain voltages by combining the existing voltages. Thus the voltage cannot be freely regulated without further ado, which can be a problem in some applications.

The PC power supply unit generates 6 voltages that are combined with one another:

0V, +3.3V, -5V, +5V, -12V and +12V

This results in the following possible stresses:

1.7V → +3.3V with +5V

3.3V → 0V with +3.3V

5V → 0V with +5V

7V → -12V with -5V or +5V with +12V

8.3V → -5V with +3.3V

8.7V → +3.3V with +12V

10V → -5V with +5V

12V → 0V with +12V

15.3V → -12V with +3.3V

17V → -12V with +5V or -5V with +12V

24V → -12V with +12V

Even without an adjustable laboratory power supply, a large number of voltages can still be generated. Personally, -15V and +15V would be nice to still get 3V, (11.7V), 18.3V, 20V, 27V and 30V.

Schwibbogen – Umrüstung Glühlampe zu LED

Projekte

Projects

Schwibbogen - Umrüstung Glühbirne zu LED

Schwibbogen - conversion of lightbulbs to LED

12.2020

Überblick

Overview
Geplantes Budget
planed budget
0
Fortschritt
progress

Design

Prepare

Build

Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools

Ein fast schon uralter Schwibbogen, von Ikea, aus der Ära der Glühbirnen braucht schon seit Jahren eine Umrüstung auf LEDs, da eine Glühbirne nach der anderen den Geist aufgegeben hat und Ersatz nicht mehr zu bekommen ist.

Der Beginn der Weihnachtszeit hat mir den Impuls gegeben nicht noch ein Jahr ins Land ziehen zu lassen und das Projekt umzusetzen.

Neben zwölf weißen LEDs brauchte ich noch vier Dioden, einen Elektrolytkondensator und viele Kabel und Schrumpfschlauch.

Als erstes habe ich die Spannung gemessen die an einer der Glühbirnenfassungen anliegt. Das Ergebnis waren 12V vermeintliche Gleichspannung. Dieser Fehler wird später noch mal wichtig.

„12 ist nebenbei meine Lieblingszahl da sie die kleinste Natürliche Zahl ist, die man durch 2, 3, 4, 6 und sich selbst Teilen kann. Diese Vielzahl der Teilungsmöglichkeiten ist praktisch überall von nutzen sei es in der Elektronik, Mathematik, Layout, Aufteilen von Dingen zwischen Personen. Nicht ohne Grund hat man das Jahr in 12 Monate geteilt oder das den Tag in zwei mal 12 Stunden. Ode an die 12.“

Die weißen LEDs brachen ca. 3V Spannung genau weiß ich das nicht aber das ist in diesem Fall nicht so wichtig. Was man sich immer gut merken kann ist das rote LEDs ca 1,5V benötigen und je weiter man im Farbspektrum Richtung kurzwelliger Farben wie blau geht desto mehr Spannung benötigt man. Blaue LEDs liegen so ca. bei 3-4V. Da weißes LED-Licht entweder aus der Mischung von rotem, gelbem, und blauem Licht erzeugt wird oder aus blauem Licht mit einem lumineszierendem Material, dass das Farbspektrum in den monochromatischen Farbraum verschiebt, kann man für weiße LEDs auch eine Spannung von 3-4V annehmen.

Für diesen Anwendungsfall wäre eine Annahme von 3V bei 12V Spannung fast ideal da man so einfach vier LEDs in Reihe schalten könnte und so seine 12V Spannungsabfall bekommen würde. 4 x 3V = 12V (s. mittleren Teil der Grafik)

Dann könnte man das ganze drei mal parallel machen und würde so zwölf leuchtende LEDs erhalten. (s. unteren teil der Grafik)

Dummerweise hat der Schwibbogen nur 11 Zinken. Das heißt man müsste in einer Reihenschaltung eine LED weniger einbauen mit der Gefahr das dann die drei LEDs in Reihe 4V statt 3V bekommen was diese zerstören könnte oder faul sein und eine LED im Gehäuse verstecken. Ich habe beides Probiert und bei ersterem zwei LEDs links und rechts von der Mitte kaputt gemacht (s. Bilder) und mich dann für die faule Variante entschieden.

Bei der Umsetzung musste ich als aller erstes die alten Glühbirnenfassungen mit einem Bohrer entfernen. Von unten habe ich dann alle alten Kabel herausgezogen, da das Metall des Schwibbogen selbst als ein Leiter fungiert hat. Also alle Glühbirnen würden parallel geschaltet über je ein Kabel und das Metall. Da ich aber die LEDs in Reihe und Parallel schalten muss waren die alten Kabel unbrauchbar. 

Nach dem entfernen der Innereinen habe ich angefangen Kabel durch die Zinken zu ziehen und and die Enden der Kabel die LEDs zu löten. Glücklicherweise haben die Reste der Glühbirnenfassungen die LEDs am durchrutschen gehindert und weiteres verkleben war nicht mehr nötig.

Nach dem ersten Testen haben fast alle LEDs gleich hell geleuchtet bis auf die jenen 3 in der Mitte. Die LEDs links und rechts von der Mitte waren dunkler und waren später ganz kaputt. Ich vermute die erwähnten 4V haben ihnen nicht gut getan. Warum die mittlere unberührt geblieben ist weiß ich auch nicht genau.

Weiterhin haben alle LEDs geflackert, was logischerweise auf dem Bild nicht zu sehen war. Hier kommt jetzt der Annahmefehler zum tragen. Ich ging nämlich davon aus dass der Transformator, der die 230V auf 12V transformiert, auch einen Gleichrichter eingebaut hat. Auch weil heute praktisch alle Kleingeräte über Schaltnetzteile mit Gleichstrom versorgt werden, kam ich gar nicht auf die Idee dass das Netzteil nur ein Transformator ist.

Ich ging davon aus dass das Flackern durch die kurzen Spannungsabfälle durch den Gleichrichter hervorgerufen wurden. (s. grüne kurve mittleres Spannungskurve Diagramm) Daher dachte ich das man das Problem mit einem Kondensator zwischen dem Plus- und Minuspol beheben könnte. Das hat es auch tatsächlich für ca. 5 Sekunden bis der Elektrolytkondensator explodiert ist.

Elektrotechnik Grundkurs: 

Das falscheherum Anschließen eines Elektrolytkondensator an eine Gleichstromquell und im Gleichen Sinne auch an eine Wechselspannung ist ein Todesurteil für diese Art Kondensatoren.

Nach dieser Elektrotechnik-Auffrischungs-Erfahrung ist mir dann auch klar geworden das an den Kabelausgängen 12V Wechselspannung anliegt. Nach dem  Bau des Gleichrichter und erneuter Verkabelung hatte ich einen leuchtenden Schwibbogen. 

Im Folgenden möchte ich daher noch mal näher auf das Thema mit Hilfe der Grafik eingehen…

An almost ancient Schwibbogen, from Ikea, from the era of lightbulbs has needed to be converted to LEDs for years because one bulb after the other has given up the ghost and replacements are no longer available.

The beginning of the Christmas season gave me the impulse not to let another year pass and to implement the project.

In addition to twelve white LEDs, I also needed four diodes, an electrolytic capacitor and lots of cables and shrink tubing.

First I measured the voltage that was applied to one of the light bulb sockets. The result was a supposedly 12V DC voltage. This mistake will be important again later.

„12 is by the way my favorite number because it is the smallest natural number that you can divide by 2, 3, 4, 6 and yourself. This multitude of division possibilities can be used practically everywhere, be it in electronics, mathematics, layout, dividing of things between people. It is not without reason that the year has been divided into 12 months or the day into two times 12 hours. Ode to the 12. „

The white LEDs broke about 3V voltage exactly, I don’t know but that is not so important in this case. What you can always remember is that red LEDs need about 1.5V and the further you go in the color spectrum towards short-wave colors like blue, the more voltage you need. Blue LEDs are around 3-4V. Since white LED light is generated either from a mixture of red, yellow and blue light or from blue light with a luminescent material that shifts the color spectrum into the monochromatic color space, a voltage of 3-4V can also be assumed for white LEDs .

For this application, an assumption of 3V at 12V would be almost ideal because you could simply connect four LEDs in series and thus get your 12V voltage drop. 4 x 3V = 12V (see middle part of the graphic)

Then you could do the whole thing three times in parallel and get twelve glowing LEDs. (see lower part of the graphic)

Unfortunately the Schwibbogen only has 11 prongs. That means you would have to install one less LED in a series circuit with the risk that the three LEDs in series would get 4V instead of 3V, which could destroy them or be lazy and hide an LED in the housing. I tried both and broke two LEDs on the first left and right of the middle (see pictures) and then decided on the lazy variant.

During the implementation, the first thing I had to do was remove the old light bulb sockets with a drill. From below I then pulled out all the old cables, as the metal of the Schwibbogen itself acted as a conductor. So all light bulbs would be connected in parallel via a cable and the metal. But since I have to connect the LEDs in series and in parallel, the old cables were unusable.

After removing the inside I started pulling cables through the prongs and soldering the LEDs to the ends of the cables. Fortunately, the remains of the lightbulb sockets prevented the LEDs from slipping through and no further gluing was necessary.

After the first test, almost all LEDs shone equally brightly except for the 3 in the middle. The LEDs to the left and right of the center were darker and later were completely broken. I suspect the 4V mentioned above didn’t do them any good. I don’t know exactly why the middle one remained untouched.

Furthermore, all LEDs flickered, which logically could not be seen in the picture. This is where the acceptance error comes into play. I assumed that the transformer that transforms the 230V to 12V also has a rectifier built in. Also because today practically all small devices are supplied with direct current via switched-mode power supplies, it never occurred to me that the power supply is just a transformer.

I assumed that the flickering was caused by the short voltage drops caused by the rectifier. (see green curve middle voltage curve diagram) Therefore I thought that the problem with a capacitor between the positive and negative pole could be fixed. It actually has this for about 5 seconds until the electrolytic capacitor explodes.

Electrical engineering basic course:

The wrong way of connecting an electrolytic capacitor to a direct current source and in the same sense to an alternating voltage is a death sentence for this type of capacitor.

After this electrical engineering refresher experience, it became clear to me that there is 12V AC voltage at the cable outputs. After building the rectifier and rewiring, I had a glowing candle arch.

In the following I would like to go into more detail on the topic with the help of the graphic …

– Die gelben Linien zeigen Teile der Schaltung in den Wechselspannung anliegt.

– Die grünen Linien zeigen Teile der Schaltung in den Gleichspannung anliegt.

– Rechts sieht man die Spannungskurven.

Das obere Schaltbild zeigt die Ausgangsschaltung, in der die elf Glühbirnen parallel and die 12V Wechselspannung angeschlossen sind. Daneben sieht man das Schaltzeichen einer LED und das diese 3V Gleichspannung benötigt. Auf der rechten Seite sieht man in gelb den Spannungsverlauf der Wechselspannung. Die grüne gestrichelte Line zeigt wo wir hin wollen. Mit dem hinzufügen von Komponenten in der Mitte und ganz unten können wir sehen wie wir uns der grünen gestrichelten Line annähren. Links aus der Steckdose kommen 230V Wechselspannung. Diese wird im daneben gezeigten Transformator auf 12V Wechselspannung herunter transformiert. (s. Transformator)

In der Mitte wurde ein Gleichrichter hinzugefügt. Dieser bewirkt das die gelb gestrichelten kurven in den positiven Bereich gebracht werden. Also die Wechselspannung in Gleichspannung umgewandelt wird. Ein Gleichrichter kann leicht selbstgebaut werden aus vier Dioden die die passenden Parameter haben oder auch als fertiges Bauelement gekauft werden. (s. Dioden und Gleichrichter) Daneben ist zusehen wie über die vier LEDs je 3V Spannung abfallen was zusammen die 12V ergibt die aus dem Gleichrichter kommen.

Unten wurde ein Elektrolytkondensator hinzugefügt, um wie rechts zu sehen die kurzzeitigen Spannungsabfälle abzufangen. Wir sind damit jetzt recht nah an der grün gestrichelten Idealline. Da die Netzfrequenz 50Hz ist und diese auch nach dem Gleichrichten präsent ist sollte man eben jenen Kondensator hinzufügen. Da die Frequenz schon recht schnell ist reicht ein Kondensator mit wenigen 100μF um die Abfälle abzufangen. Wäre die Frequenz großer müsste auch die Kapazität größer sein, da die „Spannungslöcher“ breiter werden würden. Wichtig beim Elektrolytkondensator ist es auch auf die Polarität zu achten, sonst hat man nicht lange Freude an der Sache. Weiterhin wurden zwei weitere Reihen von je vier LEDs hinzugefügt um die Gesamtzahl zu erhöhen.

 

Dabei sind die beiden Schaltkreise wie optisch auch dargestellt nicht direkt elektrisch miteinander verbunden sondern nur über einen Eisenkern. Dieser dient dazu das erzeugte elektromagnetische Feld der ersten Spule in die zweite Spule zu leiten. Durch das Verhältnis der Windungen um den Eisenkern lässt sich die Spannung entsprechend runter- oder auch heraufregeln. In diesem Fall muss die Windungszahl auf der Seite der Steckdose im Idealfall 26,6 mal größer sein als auf der Seite der Glühbirnen. Die Voltzahlen der einen zur anderen Seite sind dabei äquivalent zu der Windungszahl oder ein vielfaches davon.

320V/12V <=> 320n/12n

V = Volt, n = Windungen

Beispielsweise würden 960 Windungen zu 36 Windungen die selbe Spannungstransformation bewirken.

Bitte keinen Transformator selber bauen oder einen bestehenden Aufmachen! Lebensgefahr!

Transformatoren funktionieren nur mit Wechselspannung da nur über ein veränderliches Magnetfeld Spannung über den Eisenkern in die zweite Spule induziert werden kann. Bei Gleichspannung wäre auch ein gleichbleibender Stromfluss, der wiederum ein gleichbleibendes Magnetfeld erzeugt. Die Gegeninduktivität, also der Widerstand, der zweiten Spule würde dem Magnetfeld entgegenwirken und den Stromfluss stoppen. Spulen sind im Gleichstromkreis wie ein einfacher Leiter. Die Drähte im Transformator sind recht dünn und würden daher schnell überhitzen. Im Wechselstromkreis erzeugt das Magnetfeld eine Selbstinduktion die den Strom auch nach Spannungsumkehr weiter fließen lässt und der Spannungsänderung entgegenwirkt wie ein Widerstand. Der Widerstand nimmt aber immer weiter bis der Strom dann in die tatsächlich andere Richtung entsprechend der Spannung fließt. Die Frequenz mit der dies geschieht darf logischerweise nicht zu lang sein bzw. muss auf die Spule und den Leiterquerschnitt abgestimmt sein, da sonst die Fase in der dem Strom kein Widerstand geboten wird zur Überhitzung führen kann.

Dioden lassen Spannung nur in eine Richtung durch und sperren in die andere Richtung (sofern die Spannung nicht zu groß wird). Dioden haben verschiedene Spannungsparameter auf die geachtet werden muss. Zum eine die Flussspannung oder auch Schleusenspannung  (UF, US) das die Spannung angibt, ab der die Diode in Flussrichtung leitet. Dieser Wert sollte auf jeden fall kleiner sein als die anliegende Wechselspannung da sonst die Diode in beide Richtungen sperrt, was der Sache nicht dienlich ist. Der Wert darf auch recht klein sein da man sonst die unteren Teile der Spannungskurve praktisch abhakt also keine Spannung anliegt. Der Andere wichtige Spannungswert ist die Durchbruchsspannung (UD o. URRM). Diese gibt an, ab wann die Diode entgegen der Flussrichtung nicht mehr sperrt. Dieser Wert muss auch auf jeden Fall größer sein als die eingehende Wechselspannung da der Geleichrichter seine Funktion nicht mehr erfüllt. Der letzte wichtige wert ist die Diffusionsstrom (IF). Dieser gibt an wie viel Strom durch die Diode in Flussrichtung fließen kann. Ist dieser zu klein limitiert das grob gesagt die Leistungsfähigkeit der Verbraucher. Um das in diesem Fall grob einschätzen zu können muss man den Stromfluss aller LEDs addieren. Eine weiße LED benötigt ca. 20-25mA. Das dann mal 12 ergibt ca. 240-300mA. IF sollte also größer sein als 300mA. Wenn IF wesentlich größer ist sollte das der Sache nicht Schaden und ist in diesen niederen Spannungsregionen auch nicht ganz so wichtig. Mehr Gedanken sollte man sich machen je mehr Strom die Verbraucher benötigen und auch je höher die Spannung wird. 

Bitte nicht auf die Idee kommen einen 230V Gleichrichter zu bauen und dann an die Steckdose anzuschließen. Mal wieder Lebensgefahr!

– The yellow lines show parts of the circuit in which AC voltage is applied.

– The green lines show parts of the circuit in which DC voltage is applied.

– On the right you can see the voltage curves.

The upper circuit diagram shows the output circuit in which the eleven light bulbs are connected in parallel to the 12V AC voltage. Next to it you can see the circuit symbol of an LED and that this 3V DC voltage is required. On the right side you can see the voltage curve of the alternating voltage in yellow. The green dashed line shows where we want to go. With the addition of components in the middle and at the very bottom, we can see how we approach the green dashed line. 230V AC voltage comes out of the socket on the left. This is transformed down to 12V AC voltage in the transformer shown next to it. (see transformer)

A rectifier was added in the middle. This causes the yellow dashed curves to be brought into the positive area. So the alternating voltage is converted into direct voltage. A rectifier can easily be built by yourself from four diodes that have the appropriate parameters or can be purchased as a finished component. (See diodes and rectifiers) In addition, you can see how the four LEDs each drop 3V voltage, which together results in the 12V that come from the rectifier.

An electrolytic capacitor was added at the bottom to absorb the short-term voltage drops as shown on the right. We are now very close to the green dashed ideal line. Since the mains frequency is 50Hz and this is also present after rectification, you should add that capacitor. Since the frequency is already quite fast, a capacitor with a few 100μF is enough to catch the waste. If the frequency were higher, the capacitance would also have to be higher, since the „voltage holes“ would become wider. It is also important to pay attention to the polarity of the electrolytic capacitor, otherwise you will not be able to enjoy the thing for long. Two more rows of four LEDs each were added to increase the total.

As shown optically, the two circuits are not directly electrically connected to one another but only via an iron core. This serves to guide the electromagnetic field generated by the first coil into the second coil. The voltage can be adjusted down or up accordingly through the ratio of the turns around the iron core. In this case, the number of turns on the socket side should ideally be 26.6 times greater than on the side of the lightbulbs. The voltages from one side to the other are equivalent to the number of turns or a multiple thereof.

320V / 12V <=> 320n / 12n

V = volts, n = turns

For example, 960 turns to 36 turns would cause the same voltage transformation.

Please do not build a transformer yourself or open an existing one! Risk of death!

Transformers only work with alternating voltage because voltage can only be induced into the second coil via the iron core via a variable magnetic field. With direct voltage there would also be a constant flow of current, which in turn generates a constant magnetic field. The mutual inductance, i.e. the resistance, of the second coil would counteract the magnetic field and stop the flow of current. Coils are like a simple conductor in a DC circuit. The wires in the transformer are quite thin and would therefore quickly overheat. In the alternating current circuit, the magnetic field creates a self-induction that allows the current to continue flowing even after the voltage has been reversed and counteracts the change in voltage like a resistor. The resistance increases until the current actually flows in the other direction according to the voltage. The frequency with which this happens must logically not be too long or must be matched to the coil and the conductor cross-section, otherwise the chamfer in which the current is not offered any resistance can lead to overheating.

Diodes only pass voltage through in one direction and block in the other direction (provided the voltage is not too high). Diodes have different voltage parameters that must be taken into account. On the one hand the forward voltage or also the lock voltage (UF, US) which indicates the voltage from which the diode conducts in the forward direction. In any case, this value should be smaller than the applied alternating voltage, otherwise the diode blocks in both directions, which is not useful. The value can also be quite small, otherwise the lower parts of the voltage curve are practically ticked off so there is no voltage. The other important voltage value is the breakdown voltage (UD or URRM). This indicates when the diode no longer blocks against the direction of flow. In any case, this value must be greater than the incoming AC voltage because the rectifier no longer fulfills its function. The last important value is the diffusion current (IF). This indicates how much current can flow through the diode in the forward direction. If this is too small, it roughly limits the performance of the consumer. In order to be able to roughly estimate this in this case, you have to add the current flow of all LEDs. A white LED needs about 20-25mA. That times 12 results in approx. 240-300mA. So IF should be greater than 300mA. If the IF is much larger, it shouldn’t hurt and is not that important in these lower voltage regions. The more electricity the consumers need and the higher the voltage, the more you should think about.

Please do not get the idea to build a 230V rectifier and then connect it to the socket. Danger to life again!

Edding Magnethalter

Projekte

Projects

Edding Magnethalter

Edding magnetic holder

12.2020

Überblick

Overview
Geplantes Budget
planed budget
0
Fortschritt
progress

Design

Prepare

Build

Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools

Das Whiteboard Marker nicht in der Luft schweben können und die Hersteller auf die veraltete Schwerkraft und ein Ablage am Whiteboard setzen musste natürlich eine bessere Lösung her.

3D Druck Teil + Magnet + Marker + Kleber = Fertig

Was hast du mehr erwartet?

The whiteboard marker could not float in the air and the manufacturers had to rely on the outdated gravity and a shelf on the whiteboard of course a better solution.

3D print part + magnet + marker + glue = done

What more did you expect?

3D Model

3d model 3d model,blender,obj,3ds,maya,dxf,dae,stl,vrml,x3d,file by z9z1rc
Edding Magnethalter
     

Reparatur Proxxon Multitool

Projekte

Projects

Reparatur Proxxon Multitool

Repair Proxxon multitool

10.2020

Überblick

Overview
Geplantes Budget
planed budget
0
Fortschritt
progress

Design

Prepare

Build

Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools

Mir wurde ein kaputtes Proxxon Multitool überlassenes, dass nur darauf wartet mit wenigen aufwand repariert zu werden.

Jemand hat beim Netzteil den Stecker zum Multitool abgebrochen. Also kein großes Problem. Bei der Reparatur bin ich wie folgt vorgegangen.

– Stecker abgeschnitten.

– Das Gehäuse aufgeschraubt. (Stecker raus! – Hochspannung) Eine der Schrauben war dreieckig. Glücklicherweise hatte ich einen passenden Bit zur Hand.

– Die zwei Schrauben der Kontakte gelöst.

– Die Kabel von den Kontaktplättchen abgelötet.

– Die Löcher wo vorher die Stecker drinnen waren etwas aufgebohrt.

– Die Kabel zum Multitool abisoliert und verzinnt.

– Die Kabel in die Löcher vom Gehäuse gesteckt und zwei Stücke schrumpfschlauch darüber gesteckt.

– Die Kabel mit einander verlötet. Auf die richtige Polung achten, sonst dreht sich die Spindel falsch herrum.

– Mit den Schrumpfschläuchen die Lötstellen isoliert.

– Alles wieder verschraubt. Aber ohne die dreieckige Schraube.

Fertig!

 

Eine weiteres funktionsfähiges Gerät in der Werkzeugsammlung.

I was given a broken Proxxon multitool that is just waiting to be repaired with little effort.

Someone broke the plug to the multitool on the power supply unit. So not a big problem. I proceeded as follows for the repair.

– Cut off the plug.

– The housing screw off. (Plug out! – high voltage) One of the screws was triangular. Fortunately, I had a suitable bit on hand.

– Loosened the two screws on the contacts

– Unsolder the cables from the contact pads.

– I drilled out a bit the holes where the plugs were previously in.

– The cables to the multitool are stripped and tinned.

– Put the cables into the holes in the housing and put two pieces of shrink tubing over them.

– The cables are soldered together. Pay attention to the correct polarity, otherwise the spindle will turn the wrong way round.

– Insulate the soldering points with the shrink tubing.

– Everything screwed back on. But without the triangular screw.

Finished!

Another working device in the toolbox.

Reparatur Bluetooth Kopfhörer (Skullcandy Crusher Wireless)

Projekte

Projects

Reparatur Bluetooth Kopfhörer

Repair bluetooth headphones

10.2020

Überblick

Overview
Geplantes Budget
planed budget
0
Fortschritt
progress

Design

Prepare

Build

Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools
Reparatur Bluetooth Kopfhörer ​- Skullcandy Crusher Wireless

Man muss es leider so sagen, Skullcandy verkauft unausgereiften Müll, der nach wenigen Monaten kaputt geht. Ich habe von Skullcandy auch die erste Version der Crusher’s besessen, bei denen sich das Material an den Höhrmuscheln komplett abgelöst hat sowie der Kunststoff oben am Kopfpolster. Die Bassfunktion hat auch von einem auf den anderen Tag den geist aufgegeben.

In der Hoffnung das die Wireless Version besser und ausgereifter sei habe ich mir diese als Ersatz für die alten gekauft. Aber auch hier hat sich nach einigen Monaten das Material von den Höhrmuscheln abgelöst (s. Bild) und schlimmer noch das Gelenk zum zusammenklappen ist auch nach wenigen Monaten auf beiden Seiten ganz oder Teilweise gebrochen, was die Kopfhöher trotz immerhin voller funktionsfähiger Elektrik unbrauchbar gemacht hat. Auch gebrochen sind die Übergänge zu den „U“ förmigen Trägern auf beiden Seiten, da diese aus  Gründen des Zusammenbaus (aber hauptsächlich ästhetisch Gründen) nicht massiv sind sondern aus zwei Teilen bestehen. Zuerst hatte ich noch versucht mit 2K Kleber all die Gebrochenen Teile zusammen zu kleben oder zu stabilisieren aber mit mäßigem Erfolg.

Was man dem Kopfhörer lassen muss ist das er edel aussieht. Das nützt einem nur nicht viel wenn durch schlechte Konstruktion schnell kaputt geht. Es ist immer noch ein Gebrauchsgegenstand.

Da die Kopfhöher mich 130€ gekostet haben und diese technisch funktionieren wolle ich diesen ein neues Leben einhauchen.

Der Plan war die Kaputen Kopfhörer soweit es geht auseinander zu bauen und funktionierende Komponenten zu erhalten, was am Ende nicht so viel war. Neben den beiden Kunststoffteilen mit der Technik darin, hat es nur noch das Kopfpolster in das neue Design geschafft.

An dieser stelle möchte ich den vermutlich Asiatischen Arbeitern mein Beileid aussprechen die diese zusammenbauen müssen. Es gibt ziemlich viele Schrauben um die vielen Einzelteile zusammen zu halten und das Kabel, das beide Seiten verbindet, muss wohl vorher durch diverse Löcher gefädelt werden, was nahe legt das am ende die Kabel im weitestgehend zusammengebauten Zustand angelötet werden oder man während des Zusammenbauens nur durch das Kabel zusammen gehaltene lose Teile auf dem Tisch hat. 

Repair bluetooth headphones - Skullcandy Crusher Wireless

Unfortunately, you have to put it this way, Skullcandy sells unripe garbage that breaks after a few months. I also owned the first version of the Crusher’s from Skullcandy, in which the material on the ear cups has completely peeled off as well as the plastic on the top of the head pad. The bass function also gave up the ghost from one day to the next.

 

In the hope that the wireless version would be better and more sophisticated, I bought this as a replacement for the old one. But here, too, after a few months, the material has detached from the ear cups (see picture) and, even worse, the joint for folding up is completely or partially broken on both sides after a few months, which has made the headphones unusable despite at least fully functional electrics . The transitions to the „U“ -shaped girders on both sides are also broken, since for reasons of assembly (but mainly for aesthetic reasons) they are not massive but consist of two parts. At first I tried to glue all the broken parts together with 2K glue or to stabilize them but with moderate success.

 

What you have to give the headphones is that they look classy. It’s just not of much use if it breaks quickly due to poor construction. It’s still a commodity.

Since the headphones cost me 130 € and they work technically, I want to breathe a new life into them.

 

The plan was to disassemble the broken headphones as much as possible and get working components, which in the end wasn’t that much. In addition to the two plastic parts with the technology in them, only the head cushion has made it into the new design.

 

At this point I would like to express my condolences to the probably Asian workers who have to assemble them. There are quite a few screws to hold the many individual parts together and the cable that connects both sides must be threaded through various holes beforehand, which suggests that at the end the cables are soldered on in the largely assembled state or you only need to do it during assembly Has loose parts held together by the cable on the table.

 

Druckzeit jeweils 2h 8min / benutztes Filament: ~5g ABS  <=> ~0,125€

Als erstes habe ich die Drehknäufe für die höhenverstellung in CAD nach gebaut. Das original Design stammt von Valera Perinski on Thingiverse. Da Radien in Rhino schwierig sind habe ich das Model als STEP Datei gespeichert und in Fusion 360 importiert. Dort ließen sich dann leicht Radien einfügen. Wieder als STEP gespeichert habe ich das Model in Rhino reimportiert. Wenn man wollte ließen sich dann auch die Flächen und Begrenzungslinien zurückführen.

Alle Kunststoffteile des Kopfhörers sollten aus ABS sein da dieser bessere mechanische Eigenschaften haben soll als PLA. Der andere Grund war, das ich versuchen wollte die Kunststoffteile zu „vapor soothen“. Das heiß die Oberfläche des ABS durch Aceton dämpfe an zu ätzen um eine glänzende und glatte Oberfläche zu erhalten. Neben den optischen Aspekten verringert die Methode auch die Kerbbruchgefahr, da die Schichten an der Außenwand miteinander verschmelzen.

Zuerst habe ich aber die beiden Teile in PLA gedruckt um ein Gefühl für das Teil zu bekommen, da das Teil sehr flache Bereiche als auch recht große Überhänge hat. Je nach dem welche Seite oben ist können erwähnte Bereiche optisch unterschiedlich ausfallen. Dabei spielen auch Stützstrukturen und Sichtseiten eine Rolle.

Nach dem ersten Versuch habe ich mich an das ABS gewagt. Das Material ist neu für mich und hat seine Tücken. Dazu zählt auch das sich das Material verzieht durch unterschiedliche Ausdehnung bei Hitze und kälte. Das Phänomen wird in der 3D Druckwelt „warping“ genannt.

Beim ersten Versuch habe ich das Teil mit der Sichtseite nach oben ohne Stützstruktur und ohne ABS Schicht auf dem Druckbett gedruckt. Dabei hat das Teil sich bei der hälfte angefangen zu warpen und die Schichten haben nicht mehr richtig an- und aufeinander gehaftet.

Beim zweiten und dritten Versuch habe ich mehrere ABS Schichten auf dem Druckbett drucken lassen sowie Stützstrukturen da die überhänge zu flach waren. Dabei wurden aber die ersten Schichten des eigentlichen Teil aber quasi in der Luft gedruckt und hatten keinen halt. Alle weiteren Schichten hatten dann kein Basismaterial auf dem hätte gedruckt werden können und haben nur Kunststoffsalat erzeugt. Beide Drucke wurden dann vorzeitig beendet.

Um das Problem im nächsten Versuch zu beheben habe ich das Teil direkt auf das Druckbett platziert und für die Stützstruktur eine Lage ABS auf das Druckbett gedruckt. Das hat das Problem gelöst und hat zu einem erfolgreichem Druck geführt.

Print time each 2h 8min / used filament: ~5g ABS  <=> ~0,125€

First of all, I recreated the rotary knobs for the height adjustment in CAD. The original design comes from Valera Perinski on Thingiverse. Since radii are difficult in Rhino, I saved the model as a STEP file and imported it into Fusion 360. Radii could then be easily inserted there. Once again saved as STEP, I reimported the model into Rhino. If you wanted, the surfaces and boundary lines could then be reduced.

All plastic parts of the headphones should be made of ABS because they should have better mechanical properties than PLA. The other reason was that I wanted to try to „vapor sooth“ the plastic parts. That heats the surface of the ABS to be etched by acetone fumes in order to get a shiny and smooth surface. In addition to the visual aspects, the method also reduces the risk of notch breakage, as the layers on the outer wall fuse together.

But first I printed the two parts in PLA to get a feel for the part, as the part has very flat areas as well as quite large overhangs. Depending on which side is up, the mentioned areas can look different. Support structures and visible sides also play a role here.

After the first attempt, I dared to do ABS. The material is new to me and has its pitfalls. This also includes the fact that the material warps due to different expansion in hot and cold conditions. The phenomenon is called „warping“ in the 3D printing world.

At the first attempt I printed the part face up without a support structure and without an ABS layer on the print bed. The part started to warp halfway and the layers no longer stuck together properly.

In the second and third attempt I had several ABS layers printed on the print bed as well as support structures because the overhangs were too flat. However, the first layers of the actual part were printed in the air and had no hold. All other layers then had no base material that could have been printed on and only produced plastic salad. Both prints were then terminated prematurely.

To fix the problem in the next attempt, I placed the part directly on the print bed and printed a layer of ABS on the print bed for the support structure. That solved the problem and resulted in a successful print.

Druckzeit jeweils 4h 55min / benutztes Filament: 29,9g ABS  <=> ~0,72€

Für die Bügel habe ich die Maße des Originals genommen und in CAD nachgebaut. Nach oben hin ist eine Aussparung für ein flaches gebogenes Aluminiumteil, das die beiden Bügel miteinander verbinden soll. In dem Aluminiumteil sollen zwei Langlöcher sein um die Bügel über eine Vierkantmutter und dem Knauf mit der Schraube (M4) in der höhe zu verstellen. Die Verrundungen der Ecken habe ich wieder in Fusion 360 gemacht.

Um die Stabilität der Bügel zu maximieren wollte ich die Bügel flach auf die Grundebene legen, weil so die Schichten orthogonal zu Belastungsrichtung sind und es damit kaum zu Kerbbruch kommen kann. Leider hat das Teil sich bei ca. 3/4 angefangen nach oben zu „warpen“. Das hat dazu geführt das der Nozzel des Drückers immer in das Teil gedrückt hat und kein korrekter Schichtaufbau stattfinden konnte. Meine versuche das Teil während des Druckens am warpen zu hindern sind kläglich gescheitert. Den Grund für das warpen habe ich auf die große Querschnittsfläche und die geringe Haftung zur Stützstruktur zurückgeführt. Ein Nachteil dieser Ausrichtung war auch, das Stützstrukturen in der Aussparung für das Aluminium gedruckt wurden die Praktisch nicht zu entfernen waren. Dies und anderes soll noch mal optimiert werden wenn die jetzigen Bügel Kaputt gehen sollten oder ich nach dem Testen den drang verspüre etwas an den Bügeln zu ändern.

Um einen Kompromiss zwischen Querschnittsfläche und Kerbbruchresistenz zu finden habe ich das Teil im 45° Winkel in den Bauraum gesetzt. Das hat leider zu einer Maximierung der Menge an Stützstrukturen geführt, was sich auch negativ in der Druckzeit niedergeschlagen hat. Dennoch war der Druck recht erfolgreich, auch wenn an manchen stellen die Schichten nach unten abgesackt sind und die Stützstruktur ihre Aufgabe nicht ganz erfüllt hat.

Print time each 4h 55min / used filament: 29,9g ABS <=> ~0,72€

For the hangers, I took the dimensions of the original and recreated them in CAD. Towards the top is a recess for a flat, curved aluminum part that is supposed to connect the two brackets. There should be two elongated holes in the aluminum part so that the bracket can be adjusted in height using a square nut and the knob with the screw (M4). I made the rounding of the corners in Fusion 360 again.

 

In order to maximize the stability of the stirrups, I wanted to lay the stirrups flat on the ground plane, because this way the layers are orthogonal to the direction of the load and there is hardly any notch breakage. Unfortunately the part started to „warp“ at about 3/4. This has led to the fact that the pin of the pusher always pressed into the part and a correct layer structure could not take place. My attempts to keep the part from warping while printing failed miserably. I attributed the reason for warping to the large cross-sectional area and the low adhesion to the support structure. A disadvantage of this alignment was that support structures were printed in the recess for the aluminum, which were practically impossible to remove. This and other things should be optimized again if the current bracket should break or I feel the urge to change something on the bracket after testing.

 

In order to find a compromise between cross-sectional area and notch breakage resistance, I placed the part in the installation space at a 45 ° angle. Unfortunately, this has led to a maximization of the amount of support structures, which has also had a negative impact on the printing time. Nevertheless, the print was quite successful, even if in some places the layers sagged and the support structure did not quite do its job.

Zum Vapor Smoothing

Das Vapor Smoothing habe ich an dem ersten gescheiterten Druck des Bügels ausprobiert. Die glänzenden Oberflächen haben aber nicht zu den bereits vorhandenen Kunststoffteilen gepasst daher habe ich dann die 3D gedruckten Teile so gelassen wie sie sind. Die wichtigsten Erkenntnisse daraus sind, dass die Oberfläche da durch sehr glatt und glänzend werden kann aber es stark von der Methode des smoothings abhängt ob das Teil gleichmäßig und ohne Nasenbildung angeätzt wird. Hierzu möchte ich nur kurz erläutern wie ich vorgegangen bin und was ich beim nächsten mal anders machen will.

Im dem Versuch habe ich das Teil an einem Draht in ein Glasgefäß gehängt und den Boden mit etwas Aceton befüllt. Das Glasgefäß habe ich oben abgedeckt. Dann habe ich alle auf dem Herd erhitzt sodass das Aceton verdampft dabei konnte ich beobachten das der Dampf den Raum von unten nach oben langsam gefüllt hat. Daher konnte man auch schön sehen wie der Dampf erst unten am Teil und dann immer weiter nach oben am Teil kondensiert ist und es angeätzt hat. Das hat aber auch dazu geführt das der untere Teil am stärksten angeätzt war und viele Deatils verloren gegangen sind und sich auch Nasen gebildet haben durch das von oben herunterlaufende Aceton ABS Gemisch. Hingegen oben waren sogar Teilweise noch die einzelnen Schichten gut zu sehen. Das Ganze hat etwa eine halbe Stunde gedauert.

Was ich daher anders machen will ist zuerst den Raum mit Dampf zu füllen und anschließend das Teil in den Dampf zu hängen damit das Teil möglichst gleichmäßig angeätzt wird. Dabei würde es vermutlich auch reichen das Teil für weniger als 5 min vielleicht sogar nur 1-2min in den Dampf zu halten da das Ätzen eigentlich sehr schnell ging. Damit ließe sich der Prozess auch sicher stark verkürzen.

Ähnlich wie beim Lackieren ist die Oberfläche nach dem Prozess sehr Druckempfindlich und sollte daher tunlichst nicht angefasst, berührt abgelegt oder in staubiger Umgebung getrocknet werden. Wo bei ich bei dem Testteilen  nach ca. 10-20 Minuten einen Drucktest gemacht habe und das Teil schon fast komplett durchgehärtet war. Dennoch waren kleine druckspuren zu sehen aber nur weil ich es auch darauf angelegt habe. Ich könnte mir vorstellen das man schon nach 2-3 Stunden auf der sicheren Seite ist und Teile weiter verarbeiten kann. 

Beim Lackieren sollte man übrigens mindestens 6-8 Stunden, am besten 12 Stunden warten.

Der Sprühdosen Lack mit dem ich noch nie schlechte Erfahrungen gemacht habe ist von der Marke „Molotow“. 

Und bloß keinen Wasserbasierten Lack, da tut man der Umwelt nämlich nichts wirklich was gutes und einem selbst auch nicht, da der sich wie der Name verrät in Wasser löst aus dem man aber auch zu 90% besteht. Daher kann der Körper das auch super über die Haut und ggf. die Schleimhäute aufnehmen.

To the Vapor Smoothing

I tried the vapor smoothing on the first failed pressure of the bracket. The shiny surfaces didn’t match the existing plastic parts, so I left the 3D printed parts as they are. The most important findings from this are that the surface can become very smooth and shiny as a result, but whether the part is etched evenly and without the formation of a nose strongly depends on the method of smoothing. I would just like to briefly explain how I proceeded and what I want to do differently next time.

In the experiment I hung the part on a wire in a glass vessel and filled the bottom with a little acetone. I covered the top of the glass vessel. Then I heated them all on the stove so that the acetone evaporated and I could see that the steam slowly filled the room from bottom to top. Therefore you could see how the steam first condensed at the bottom of the part and then further and further up the part and etched it. However, this also led to the lower part being most heavily etched and many details have been lost and noses have also formed due to the acetone ABS mixture running down from above. On the other hand, some of the individual layers were still clearly visible at the top. The whole thing took about half an hour.

What I want to do differently is to first fill the room with steam and then hang the part in the steam so that the part is etched as evenly as possible. It would probably be enough to hold the part in the steam for less than 5 minutes, maybe even only 1-2 minutes, since the etching was actually very fast. This would certainly shorten the process considerably.

Similar to painting, the surface is very sensitive to pressure after the process and should therefore not be touched, stored or dried in a dusty environment. Where I did a pressure test on the test parts after about 10-20 minutes and the part was almost completely cured. Nevertheless, there were small pressure marks, but only because I put it on them. I could imagine that after 2-3 hours you are on the safe side and can continue processing parts.

By the way, when painting you should wait at least 6-8 hours, preferably 12 hours.

The spray paint with which I have never had bad experiences is from the brand „Molotow“.

And just no water-based paint, because you are not doing anything really good for the environment and you are not doing anything to yourself either, because as the name suggests, it dissolves in water, which is also 90% made of. Therefore, the body can absorb this super through the skin and possibly the mucous membrane.

Bearbeitung des Flachaluminiums

Das Verwendete Aluminium habe ich als Reststücke bei einem hiesigen Online Händler bestellt und Vorort abgeholt. Kosten dafür waren ca. 4€. Ich habe einmal ein Stück eloxiertes Aluminium und einmal normales Aluminium bestellt. Die Maße sind 2mm x 20mm. Um die richtige Länge zu ermitteln habe ich ein Stück Pappe zurecht geschnitten und über meinen Kopf gebogen. Dabei kamen Längen zwischen 28-32cm her raus. Ich habe dann die Mitte 30cm genommen und das Aluminium mit einer Trennscheibe und einem elektrischen Multitool gekürzt.

Die Langlöcher wurden auf einer großen Fräse mit einem 4mm Z4 Fräser bei 1600rpm gefräst. 

Um später das Kopfpolster anbringen zu können mussten auf beiden Seiten etwas weggefräst werden. Da der Schraubstock zu kurz war habe ich das Teil zwischen zwei Aluminium Vierkantrohre eingeklemmt. Mit dem zum glück vorhandenen automatischen Vorschub konnte ich alles zügig fräsen. Wobei der Vorschub vielleicht etwas schnell war. Ein Problem war auch das über die Länge von links zu rechts eine Differenz in Y von etwa 0,5mm war, was bei der Stärke von 2mm und einem geplanten Abtrag von 1mm an einem Ende zu einer unangenehmen schneide geführt hat. Das ganze habe ich aber als nicht so schlimm erachtet da die Enden eh in den Kunststoffbügeln versteckt sind. Beim zweiten Fräsen habe ich das ganze versucht etwas auszugleichen durch einen Versatz von 0,25mm. Am Ende habe Ich noch die Ecken gefast und die langen Seiten etwas entgratet.

Zum biegen des Aluminiums war der neu Ikea Mörser sehr hilfreich um dessen Außenmantel ich es nach und nach gebogen habe. Am Ende hat es dann auch noch etwas Zangengewalt gebraucht.

Die Kaputten Ohrpolster wurden durch neue über das Internet bestellte ersetzt. Die Polster waren am teuersten mit etwa 18€.

Der Zusammenbau war danach eigentlich trivial.

Was noch fehlt sind ein par Halter für das Kabel welches im Moment noch recht lose über den Aluminiumbügel geführt wird.

Machining of the flat aluminum

I ordered the used aluminum as leftover pieces from a local online dealer and picked it up on site. The cost for this was around € 4. I ordered a piece of anodized aluminum once and normal aluminum once. The dimensions are 2mm x 20mm. To find the right length, I cut a piece of cardboard and bent it over my head. Lengths between 28-32cm came out. I then took the middle 30cm and shortened the aluminum with a cutting disc and an electric multitool.

The elongated holes were milled on a large milling machine with a 4mm Z4 milling cutter at 1600rpm.

In order to be able to attach the head cushion later, something had to be milled away on both sides. Since the vice was too short, I clamped the part between two aluminum square tubes. With the luckily available automatic feed, I was able to mill everything quickly. Although the advance was perhaps a bit fast. Another problem was that there was a difference in Y of about 0.5mm over the length from left to right, which led to an uncomfortable cutting edge with a thickness of 2mm and a planned removal of 1mm at one end. I didn’t think the whole thing was that bad because the ends are hidden in the plastic brackets anyway. During the second milling I tried to compensate for the whole thing a bit by an offset of 0.25mm. At the end I chamfered the corners and deburred the long sides a bit.

To bend the aluminum, the new Ikea mortar was very helpful, around the outer shell of which I gradually bent it. In the end, it also took some force of pincer.

The broken ear pads were replaced with new ones ordered online. The cushions were the most expensive at around € 18.

The assembly afterwards was actually trivial.

What is still missing are a couple of brackets for the cable which at the moment is still quite loosely guided over the aluminum bracket.

3D Model

3d model 3d model,blender,obj,3ds,maya,dxf,dae,stl,vrml,x3d,file by z9z1rc
     

Sonnenbrillenständer

Projekte

Projects

Sonnenbrillenständer

Sunglasses Stand

08.2020

Überblick

Overview
Geplantes Budget
planed budget
0
Fortschritt
progress

Design

Prepare

Build

Test

Done!

Maschienen und Werkzeuge
Machines and tools
Laserzeit 1h 18min & 1h 2min / Material: Pappelsperrholz 4mm
Kosten: zwei A3 Platten 2,53€ (5er Pack 6,32€)

Zu viele Sonnenbrillen auf einem Haufen. Die Lösung ist ein zusammensteckbarer Sonnenbrillenständer für den Flur.

Zuvor habe ich etliche Schnitt- und Tolleranztests gemacht. Da der Laser recht schwach ist, ist es schwierig dickeres Material zu schneiden. Der Ständer sollte Uhrsprünglich aus 4mm Buchensperrholz gelasert werden aber das Material ist vergleichsweise hart. In meinen Test konnte ich das Sperrholz nur mit folgenden Einstellungen schneiden:

350mm/min, 3x 11x -0,35mm in Z

Das hat aber auch nicht ganz gereicht. Neben der benötigten Zeit die bei derart vielen Durchläufen sehr lange gewesen wäre, wollte ich auch das Material sicher trennen, um saubere Schnitte zu haben und nicht nacharbeiten zu müssen. Daher habe ich mich auf das 4mm Pappelsperrholz fokussiert.

Für die Toleranztest habe ich je zwei rechteckige Teile ausgelasert mit verschieden breiten Nuten. Diese konnte ich dann zusammen stecken und gucken welche die beste Passung haben. Das Material war genau genommen nur 3,8mm dick und das war auch genau die Nutbreite, die am besten gepasst hat. Gerade für diesen Zweck werde ich noch eine eigene Lehre konstruieren um nach den ermittelten Schnittparametern gleich die richtigen Nutbreiten zu ermitteln für etwaige Steckkonstruktionen. Dies wird aber ein späteres Projekt sein.

Für die Nuttoleranz ist generell immer zu bedenken, dass der Laserstrahl eine Kegelform hat, wobei die Leistung an der Spitze maximal ist. Trotzdem haben auch die anderen Bereiche des Laserstrahls das Potenzial Material zu verdampfen. Daher ist der gelaserte Spalt an der Oberseite immer breiter als auf der Unterseite. Dies kann gerade bei Dickeren Materialien zu Problemen führen.

Für das Nasenbügelteil habe ich folgende Schnittwerte verwendet:

350mm/min, 2x 11x -0,35mm in Z

Das lasern hat hierfür 1h 18min gedauert. In den Tests konnte ich ein Quadrat sauber ausschneiden. Beim Nasenbügel Teil hat dies jedoch nicht geklappt (s. Fotos). Gerade auf den letzten 1/10mm gab es große Probleme bei quer liegenden Fasern im Holz. Die Materialbeschaffenheit durch das Material scheint auch einen Einfluss darauf zu haben, ob der Laser das Material komplett durchtrennen kann. Somit musste ich mit einem Messer die Kontur von der Hinterseite nachschneiden und das Teil teilweise herausbrechen. Da ich das beim nächsten Teil vermeiden wollte habe ich wieder neue Tests gemacht. Zudem wollte ich auch versuchen Zeit zu sparen, da 2 mal 11 Durchläufe sehr lange gedauert haben. Dies hat zu folgenden Schnittwerten geführt:

200mm/min, 10x -0,4mm in Z

Was in den Test gut geklappt hatte war in der Praxis aber wieder ein Fehlschlag. Wo bei die Summe der vollständig geschnittenen Wege etwas mehr wahren. Die Teile sind zwar nur bedingt vergleichbar aber die erhoffte Zeitersparnis war praktisch nicht vorhanden. Dies ist wohl auf die halbierte Schnittgeschwindigkeit zurückzuführen. Ein 1600mW Laser ist halt kein Laserschwert.

Nach dem zusammenstecken viel mir auf das zum einen die Schlitze nicht lang genug wahren und Ober- sowie Unterkante nicht miteinander abgeschlossen haben. Letzteres auch unabhängig von der Schlitzlänge. Ich habe mich dann dafür entschieden die Oberkante abschließen zu lassen und das eine Teil der Unterseite durch Sägen anzugleichen. Dafür war ein Kreissägeaufsatz für das Multitool sehr hilfreich.

Die DXF-Dateien im Download-Bereich sind noch nicht korrigiert. Zu diesem Punkt möchte ich noch investigieren, da die Endmaße der Teile von denen in CAD und den Importierten in Luban abweichen. Die aus Rhino exportierten DXF-Dateien sind 1:1 aber wenn sie in Luban importiert werden, ist die Größe auch anders. Diese habe ich dann über den Editor in Luban an die in CAD angeglichen/ausgeglichen. Trotz der Unterschiedlichen Endmaße hat dies aber nicht die Spaltbreite beeinflusst. Möglicherweise hat die Maschine eine minimale Toleranzabweichung, die sich durch Addition bei großen Teilen bemerkbar macht.

Laser Time 1h 18min & 1h 2min / Material: poplar plywood 4mm
Price: two A3 sheets 2,53€ (Pack of 5: 6,32€)

Too many sunglasses in one pile. The solution is a interlockable sunglasses stand for the hallway.

Before that I did a number of cutting and tolerance tests. Since the laser is quite weak, it is difficult to cut thick material. The stand was originally supposed to be lasered from 4mm beech plywood, but the material is comparatively hard. In my test, I could only cut the plywood with the following settings:

350mm/min, 3x 11x -0.35mm in Z

But that wasn’t quite enough either. In addition to the time required, which would have been a long time with so many runs, I also wanted to safely separate the material in order to have clean cuts and not have to rework. So I focused on the 4mm poplar plywood.

For the tolerance test I lasered out two rectangular parts with grooves of different widths. I could then put these together and see which one had the best fit. Strictly speaking, the material was only 3.8mm thick and that was exactly the groove width that fitted best. Especially for this purpose, I will design my own gauge in order to determine the correct groove widths for any plug-in constructions right after the determined cutting parameters. But this will be a later project.

When it comes to the groove tolerance, it should always be remembered that the laser beam has a conical shape, with the power being maximum at the tip. Nevertheless, the other areas of the laser beam also have the potential to vaporize material. Therefore, the lasered gap on the top is always wider than on the bottom. This can lead to problems, especially with thicker materials.

For the nosepiece I used the following cutting values:

350mm/min, 2x 11x -0.35mm in Z

The lasering took 1h 18min for this. In the tests, I was able to cleanly cut out a square. However, this did not work with the nose clip part (see photos). Especially on the last 1/10 mm there were big problems with fibers lying across the wood. The nature of the material through the material also seems to have an influence on whether the laser can cut through the material completely. So I had to cut the contour from the back with a knife and partially break out the part. Since I wanted to avoid that in the next part, I did new tests again. I also wanted to try to save time, since 2 times 11 runs took a long time. This has led to the following cutting values:

200mm/min, 10x -0.4mm in Z

What worked well in the test was again a failure in practice. Where the sum of the completely cut paths is a little more. Although the parts are only partially comparable, the time savings I hoped for were practically non-existent. This is probably due to the halved cutting speed. A 1600mW laser is just not a laser sword.

After putting them together, I was concerned that, on the one hand, the slots were not long enough and the top and bottom edge were not aligned with each other. The latter also regardless of the slot length. I then decided to have the top edge aligned and to align one part of the bottom by sawing off. A circular saw attachment for the multitool was very helpful for this.

The DXF files in the download area have not yet been corrected. At this point I would like to investigate, as the final dimensions of the parts differ from those in CAD and the imported ones in Luban. The DXF files exported from Rhino are 1: 1 but when they are imported into Luban the size is also different. I then adjusted / balanced these to those in CAD using the editor in Luban. Despite the different end dimensions, this did not affect the gap width. The machine may have a minimal tolerance deviation, which is noticeable by adding up for large parts.

2D Models

3d model 3d model,blender,obj,3ds,maya,dxf,dae,stl,vrml,x3d,file by z9z1rc