Gadgets, Spiele und Basteleien mit FDM 3D-Druck

Einige der häufigsten Anwendungen des FDM-3D-Drucks umfassen schnelles Prototyping, Produktentwicklung, Werkzeugherstellung sowie die Herstellung funktionaler Teile. Dennoch ist der FDM-3D-Druck aufgrund seiner Zugänglichkeit und Erschwinglichkeit auch ein äußerst nützliches Werkzeug für hobbyistische Anwendungen wie individuelles Modellieren, Cosplay, Heimdekoration, Miniaturherstellung, Gaming-Zubehör usw.

In diesem Artikel stellen wir 5 inspirierende Projekte vor, die mithilfe von Desktop-FDM-3D-Druckern realisiert werden können.

LEGO und LEGO Duplo Teile

LEGO, das ikonische dänische Spielzeugunternehmen, fördert Kreativität und Vorstellungskraft mit seinen ineinandergreifenden Kunststoffbausteinen. Seit 1932 begeistert LEGO Generationen, fördert problemlösende und technische Fähigkeiten und bietet endlose Baumöglichkeiten. Von einfachen Strukturen bis hin zu thematischen Sets inspiriert LEGO weltweit Freude und Spielfreude.

Video 1: Drucken Sie Ihre eigenen LEGO-Steine mit Prusa. Quelle: Prusa3D.

Original LEGO-Steine werden mithilfe der Spritzguss-Technologie hergestellt, und obwohl der FDM-3D-Druck diese Art von Präzision (bis zu 0.01 mm) und ausgezeichneter Oberflächenqualität nicht reproduzieren kann, kommt er mit dem richtigen Material und den richtigen Nachbearbeitungsmethoden ziemlich nahe. Mit einem gut kalibrierten, gut ausgerichteten und gut gewarteten 3D-Drucker lassen sich mit dem FDM-3D-Druck zufriedenstellende Ergebnisse erzielen, indem man die Wandstärke der Teile und andere Druckparameter in der Slicing-Software anpasst. Nach einigen Experimenten ist es möglich, komplette individuelle LEGO-Sets und sogar Bausteine zu drucken, die mit den originalen LEGO-Teilen kompatibel sind.

Bild 1: Ein Modell der Prusa-Hauptquartiere, gebaut mit 3D-gedruckten LEGO-Steinen. Quelle: Prusa3D.

Das 3D-Drucken eigener LEGO-Blöcke hat seine Einschränkungen in Bezug auf Kosten und Zeit. 3D-gedruckte LEGO-Teile erfordern zeitaufwändige Nachbearbeitung wie das Entfernen des Randes und mögliche Glättungen mit Aceton, wenn das Material ASA/ABS ist, was zusätzliche Kosten und Zeit erfordert. Aus diesem Grund eignet sich die FDM-Technologie hervorragend zur Herstellung spezieller individueller Teile oder fehlender Ersatzteile für LEGO-Sets oder sogar größere LEGO-Sets, ist jedoch für die Massenproduktion nicht sehr kostengünstig.

Bild 2: Vergleich eines originalen LEGO-Steins und 3D-gedruckter LEGO-Steine. Quelle: Prusa3D.

Was mit der FDM-Technologie nicht empfohlen wird, sind sehr kleine oder fragile Teile wie die Details der LEGO-Minifiguren (hier ist SLA-3D-Druck die bessere Wahl). In Bezug auf FDM-Materialien wird empfohlen, ABS (das Material der originalen LEGO-Steine) aufgrund seiner Abriebfestigkeit und der Möglichkeit zur Glättung der Teile in einem Acetonbad zu verwenden. Eine weitere gute Alternative ist ASA, das etwas einfacher zu drucken und nachzubearbeiten ist als ABS. PLA wird nicht empfohlen, da die Teile im Laufe der Zeit aufgrund von Abrieb ihren Sitz verlieren können.

Es sollte auch beachtet werden, dass LEGO eine eingetragene Marke ist und die Herstellung und Verbreitung exakter Nachbildungen von LEGO-Steinen ohne rechtliche Genehmigung der Marke rechtliche Konsequenzen haben wird. Dennoch ist es eine großartige Idee, individuelle Sets oder kompatible Teile und Zubehör für den eigenen hobbyistischen Gebrauch mithilfe des 3D-Drucks herzustellen.

Ein weiterer wichtiger Punkt, der beachtet werden sollte, ist, dass 3D-gedruckte LEGO-Teile für kleine Kinder möglicherweise nicht geeignet sind, aufgrund der erforderlichen Kraft, um Teile, die mit PLA gedruckt wurden, zu verbinden, sowie der potenziellen Toxizität von Teilen, die mit SLA-Technologie gedruckt wurden.

Im Internet sind viele Open-Source LEGO-Stein-Designs verfügbar, zum Beispiel die von Prusa3D entworfenen LEGO-Teile, die erfolgreich auf dem Original Prusa i3 MK3S+ Drucker gedruckt werden können.

Bild oder Foto in 3D

Sind Sie auf der Suche nach einem originellen Geschenk oder einer Dekoration und möchten über das bloße Einsetzen eines entwickelten Bildes in einen Bilderrahmen hinausgehen? Dieses FDM 3D-Druckprojekt ist genau das Richtige für Sie. Sie können die Zeichnung Ihres Kindes, das Logo Ihres Unternehmens, Ihre Lieblingsband oder Sportmannschaft oder ein Foto in ein 3D-Objekt verwandeln, ohne dass Sie fortgeschrittene 3D-Modellierungsprogramme wie Fusion360, Blender oder SketchUp beherrschen müssen.

Bild 3: Schlüsselanhänger aus einer Zeichnung im 3D-Druck. Quelle: Prusa3D.

Die erste Option beinhaltet die Verwendung des kostenlosen Selva-Tools und hier sind die Schritte:

1. Wählen Sie zuerst ein Bild aus, das nicht zu komplex ist und klar getrennte Farben mit scharfen Übergängen aufweist (andernfalls wird ein Düsendurchmesser von 0.25 mm oder kleiner benötigt).
2. Scannen Sie das Bild anschließend mit möglichst hoher DPI für ultimative Qualität und "reinigen" Sie das Bild in einer Bildbearbeitungssoftware, um den Hintergrund zu entfernen oder die Farbübergänge zu verbessern.
3. Laden Sie das Bild in das Selva-Tool hoch und bearbeiten Sie es mit den Funktionen "Schwellenwert" und "Höhe", um den gewünschten Effekt zu erzielen.
4. Speichern Sie das Bild mit dem Button "Kostenlosen STL-Standardqualitäts-Download" ab.
5. Verwenden Sie eine Slicer-Software Ihrer Wahl, um das Design für den Druck vorzubereiten und ... fertig!

Die zweite Option zur Umwandlung eines Fotos in ein 3D-Objekt besteht darin, eine Lithophanie herzustellen. Eine Lithophanie ist ein durchscheinendes oder transparentes Kunstwerk, das durch Schnitzen oder Ätzen eines Designs in ein Material wie Porzellan oder Keramik mit unterschiedlicher Dicke entsteht.

Bild 4: Mit FDM-Technologie 3D-gedruckte Lithophanie. Quelle: Prusa3D.

Wenn sie von hinten beleuchtet wird, wird das Bild mit Schattierungen und Details sichtbar und erzeugt einen dreidimensionalen Effekt. Dies kann mit FDM 3D-Druck wie folgt durchgeführt werden:

1. Laden Sie das gewünschte Foto oder Bild in dieses kostenlose Online-Tool hoch. Es wird empfohlen, ein Foto mit einer Auflösung von 500×500 oder niedriger zu verwenden.
2. Sobald das 3D-Modell automatisch generiert wurde, passen Sie 2 Einstellungen für die Modellgenerierung an: Wandeln Sie das positive Bild in ein negatives Bild um und stellen Sie die dünnste Schicht auf 0.4 mm ein.
3. Laden Sie das Modell herunter und öffnen Sie es in Ihrer Slicer-Software.
4. Stellen Sie die Schichthöhe auf 0.10 mm ein (oder 0.05 mm mit einer 0.25 mm Düse).
5. Setzen Sie die folgenden Werte in den "Druckeinstellungen - Schichten und Umfänge": Umfänge: 1; Feste obere Schichten: 1; Feste untere Schichten: 1.
6. Setzen Sie die Infill-Dichte auf 95 % rechteckig.
7. Verändern Sie die Größe des Objekts nicht in der Z-Achse, da dies den Lichtfluss durch das Bild verzerren würde.

Mit diesem erprobten Prusa-Setup und der richtigen Filamentfarbe (Weiß, Creme, Silber oder Lila sind am besten) können Sie Ihre eigene 3D-gedruckte Lithophanie herstellen. Sie können die 3D-gedruckte Lithophanie weiter verbessern, indem Sie die Rückseite mit handelsüblichen Farbmarkern einfärben.

Tisch-Rollenspiele und Zubehör

Tisch-Rollenspiele erlangten in den 70er und 80er Jahren an Popularität und bieten eine einzigartige Erfahrung von persönlicher Interaktion und physischen Komponenten. Anfangs waren es "Stift und Papier"-Spiele, die sich jedoch mit fertig verpackten Versionen weiterentwickelten. Hier kommt der 3D-Druck ins Spiel und bietet den Fans von Tisch-Rollenspielen die Möglichkeit, ihre eigenen maßgeschneiderten Objekte und Accessoires in 3D zu drucken und somit das immersive Erlebnis von Tisch-Rollenspielen zu verbessern.

Video 2: 3D-Druck von Dungeons & Dragons Miniaturen auf einem Prusa 3D-Drucker. Quelle: Prusa3D.

In den letzten Jahren sind in der Tisch-Rollenspiel-Community verschiedene Initiativen entstanden, die zur Entwicklung von Standards beitragen, die die Kompatibilität von 3D-gedrucktem Gelände und Set-Stücken mit den Original-Rollenspielen gewährleisten. Zu den beliebtesten Initiativen gehören OpenLock, OpenForge, DragonLock und Rampage. Diese Standards stellen free downloadable files zur Verfügung, die es den Benutzern ermöglichen, verschiedene Komponenten wie Wände, Böden, Türen, Gebäude, Barrikaden, Ruinen und andere Elemente 3D zu drucken und zusammenzusetzen, die dann kombiniert werden können, um benutzerdefinierte Spielkarten zu erstellen.

Bild 5: 3D-gedruckte Szenerie für ein Tisch-Rollenspiel. Quelle: Prusa3D.

Eine gute Quelle für 3D-druckbares Kriegsspielzubehör für Spiele wie Warhammer 40K sind Thingiverse und MyMiniFactory. Weitere fortgeschrittene kostenpflichtige Elemente wie Fässer, Truhen, Schränke, Fackeln, Fallen, Rätsel usw. sind auf Websites wie Printable Scenery oder Infinite Dimensions erhältlich. Fans von Tisch-Rollenspielen sind nicht nur auf Szenerien beschränkt. Mit Hilfe von Websites wie HeroForge oder Desktop Hero können Sie 28-30 mm große anpassbare Miniaturen für Tischspiele mithilfe einer einfachen, benutzerfreundlichen webbasierten Anwendung erstellen. All diese 3D-gedruckten Elemente können natürlich weiter angepasst werden, indem sie mit Acrylfarben bemalt werden.

Da solche Miniaturen winzige Elemente wie Waffen enthalten können, kann dies für die FDM-Technologie eine Herausforderung darstellen. Dennoch ist es möglich, Miniaturen erfolgreich im 3D-Druck herzustellen. Einige Empfehlungen für zufriedenstellende Ergebnisse sind das Minimieren von Stützstrukturen, die Verwendung einer Schichthöhe von 0.10 mm, 100 % Infill und das Platzieren mehrerer Modelle nebeneinander.

Fotografie-Gadgets

Von Objektivhauben und Filtern über Stativhalterungen bis hin zu Kameragriffen bieten 3D-gedruckte Zubehörteile Fotografen anpassbare und kostengünstige Lösungen für teures oder schwer erhältliches Zubehör. Die Vielseitigkeit der 3D-Drucktechnologie ermöglicht aufwendige Designs und leichte Materialien, die strapazierfähig und praktisch für verschiedene Aufnahmebedingungen sind. Durch die Möglichkeit, Designs leicht anzupassen und zu modifizieren, können Fotografen mit einzigartigem Zubehör experimentieren, das ihren spezifischen Anforderungen entspricht. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für künstlerischen Ausdruck und erweitert die Grenzen der traditionellen Fotografie.

Bild 6: Verschiedenes fotografisches Zubehör, das mit FDM-Technologie 3D-gedruckt wurde. Quelle: Prusa3D.

Einige Fotografie-Zubehörteile, die Sie auf Ihrem FDM-Drucker 3D-drucken können, sind:

• Kamerarucksackhalterungen - besonders nützlich für Tierfotografen, die jederzeit aufnahmebereit sein müssen. Bevor Sie eine 3D-gedruckte Halterung mit einer schwereren Kamera verwenden, ist es wichtig, die Stärke des 3D-gedruckten Bauteils zu überprüfen, bevor Sie sich vollständig darauf verlassen.
• Blitz-OFC-Gitter und -Diffusoren - anstatt sie improvisiert mit gefalteten Papierstücken zu verwenden, können Sie Ihren eigenen Diffusor 3D-drucken. Die Verwendung eines transparenten oder transluzenten Materials wie PETG kann interessant sein.
• Schlüsselsatz für den Objektivfilter - löst das Problem, Filter zu entfernen, die zu fest angezogen wurden, und benötigt keine Zeit zum 3D-Drucken.
• Objektivhauben - dieses Element ist oft recht teuer, aber eine 3D-gedruckte Haube blockiert unerwünschtes Licht genauso gut und verhindert somit Lens Flare.
• Objektivdeckelhalterungen - dieser einfache und schnelle Druck spart jedem Fotografen Zeit, Geld und Stress, ständig Objektivdeckel zu verlieren.
• GoPro-Halterungen - warum auf eine ausgezeichnete Idee verzichten, wenn Sie jede GoPro-Halterung, die Sie sonst nirgendwo finden können, 3D-drucken können? FDM-3D-Druck bietet eine breite Palette spezieller, belastbarer Filamente für Anwendungen, die Flexibilität oder Schlagfestigkeit erfordern.
• Hüllen für SD-Karten, Batterien, Filter, Objektive usw. - ideal zum Organisieren kleiner Elemente, die in der Ausrüstungstasche leicht verloren gehen und lange Zeit zum Finden benötigen. Viele Zubehörteile dieser Art finden Sie auf Printables.
• Stative - Sie können Ihr eigenes individuelles Stativ für Ihre professionelle Kamera 3D-drucken, aber beachten Sie, dass Stative verschiedene Verriegelungsmechanismen und drehbare Teile haben, die ein fortschrittliches Material erfordern. 3D-gedruckte Stative eignen sich am besten für Telefone und GoPro-Kameras, während professionelle Kameras am besten mit einem professionellen Stativ verwendet werden sollten.
• Zeitraffer-Slider - ein professioneller, aber erschwinglicher Zeitraffer-Slider kann mithilfe weit verbreiteter Elektronik und einem 3D-gedruckten Gehäuse erstellt werden.
• Requisiten - beschränken Sie sich nicht nur auf praktisches Fotografie-Zubehör. Sie können auch Requisiten 3D-drucken, die Ihre Fotos einzigartig machen.

Maßstabsmodellierung (Dioramen)

Obwohl die FDM-Technologie bei der Darstellung kleiner Details und Miniaturen nicht mit der SLA-Technologie mithalten kann, gibt es bestimmte Anwendungen, bei denen FDM immer noch großartige Ergebnisse bei der Maßstabsmodellierung liefert, insbesondere bei der Herstellung von Dioramen. Dioramen sind dreidimensionale Modelle, die eine Szene oder ein Ereignis in Miniaturform darstellen und in der Regel in einer Box oder Vitrine eingeschlossen sind. Dioramen sind darauf ausgelegt, eine detaillierte und realistische Darstellung eines bestimmten Themas zu bieten und umfassen oft akribisch gefertigte Miniaturfiguren, Gebäude, Landschaften und andere Elemente wie strategische Beleuchtung, die zum Gesamtbild beitragen.

Einige Empfehlungen für den 3D-Druck von Dioramen mit FDM-Technologie sind die Verwendung einer 0.25 mm Düse für mehr Detailgenauigkeit und die Verwendung von ASA-Filament. Teile, die mit diesem Material 3D-gedruckt werden, können geschliffen, geschnitzt und in einem Acetonbad poliert werden, um sie nach Ihren Wünschen nachzubearbeiten. ASA neigt auch dazu, Grundierung, Farbe und lösemittelhaltige Klebstoffe gut aufzunehmen, die häufig von Modellbauern verwendet werden. Dennoch ist es auch möglich, PLA und eine 0.4 mm Düse zu verwenden, genau wie es Michael Mandau für sein Diorama "A Mother's Joy" getan hat.

Bild 7: Ein mit PLA und einer 0.4 mm Düse 3D-gedrucktes Diorama. Quelle: Prusa3D.

Der Raumausschnitt wurde mit einer Größe von 15x15 cm in Autodesk Inventor erstellt. Die fertige Datei wurde exportiert und in Prusa Slicer eingefügt. Die kostenlos von Thingiverse heruntergeladenen Möbel wurden in Prusa Slicer auf den Maßstab 1:35 skaliert. Alle Elemente wurden laminiert und zum Drucken exportiert. Es wurde PLA-Filament mit den folgenden Einstellungen verwendet: 0.2 mm Schichthöhe (0.05 mm für die Möbel), 10 % Füllung, ohne Stützstrukturen. Es wurden etwa 150 g Filament und 11 Stunden benötigt, um alle Diorama-Elemente zu drucken. Das einzige Element, das nicht im 3D-Druck hergestellt wurde, war die weibliche Figur. Anschließend wurde das Diorama bemalt und dekoriert, wobei verschiedene Kunst- und Bastelmaterialien wie Sprühkleber, Klebeband, Acrylfarbe, Ölfarbe, matter Lack, Aceton usw. verwendet wurden.

Entdecken Sie das Potenzial des FDM-Drucks

Diese fünf inspirierenden Projekte, die mit Desktop-FDM-3D-Druckern realisiert werden können, erweitern die Grenzen dessen, was wir normalerweise über die Verwendungsmöglichkeiten und Fähigkeiten des FDM-3D-Drucks denken. Mit den richtigen Einstellungen, Materialien und Nachbearbeitungsmethoden können mit einem FDM-3D-Drucker hergestellte Teile eine zufriedenstellende Präzision und Oberflächenqualität bieten, die für verschiedene künstlerische Anwendungen wie Modellbau, Zubehör für Tabletop-Rollenspiele und 3D-gedruckte Bilder geeignet sind. FDM eignet sich auch für funktionalere Anwendungen wie personalisiertes Fotografie-Zubehör oder voll funktionsfähige individuelle LEGO-Blöcke. Mit Hilfe von Online-Communitys, kostenlosen herunterladbaren Ressourcen und benutzerfreundlicher Slicing-Software können Benutzer ihre Kreativität entfesseln und faszinierende und inspirierende 3D-Druckprojekte mit ihrem Desktop-FDM-3D-Drucker und weit verbreiteten und erschwinglichen Materialien wie PLA, ABS oder ASA durchführen.