Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Kunststoffgehäuse Prototyping Erfahrungen (50x50x50cm)


von Peter H. (stewie_g)


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Hallo,

Zu Beginn eine kurze Bemerkung:
Ich hab keinerlei praktische Erfahrung mit den verschiedenen 
Herstellungsverfahren von Kunststoffteilen und hoffe mit diesem Thread 
ein paar grundsätzliche Gedanken von Usern lesen zu können, die bereits 
mit der ein oder anderen Methode gearbeitet haben.

Das Bild im Anhang soll ein würfelförmiges Gehäuse mit 50cm langen 
Kanten darstellen.
Sowohl die 4 nach oben verlaufenden Kanten, als auch die Ober- und 
Unterseite des Modells sind hohl und bieten Platz für entsprechendes 
Innenleben und Verkabelung.
Die Oberseite ist in etwa 5cm, die Unterseite in etwa 10cm hoch und die 
Kanten sollen an ihrer dünnsten Stelle etwa 2,5cm dick sein.

1. Wenn ich nur ein einziges Modell herstellen will, welches Rapid 
Prototyping Verfahren würdet ihr mir hierfür empfehlen? Hat jemand 
Erfahrung mit einzelnen Anbietern und deren Preise/Qualitäten von 
ähnlich großen Modellen?

2. Will ich bis zu 10 Modelle herstellen und jeweils verschiedene kleine 
Änderungen vornehmen, lohnt es sich über den Kauf eines eigenen 3D 
'do-it-yourself' Druckers nachzudenken oder sind die hierfür völlig 
ungeeignet? Hat eventuell jemand Erfahrungen mit z.B. dem prusa3D oder 
ähnlichen Druckern.

3. Ich kann mir vorstellen, dass für ein solches Projekt ab 
Produktionsmengen von ein paar hundert Teilen dasselbe Verfahren 
angewandt werden sollte, wie für 
Bildschirm-/Drucker-/Spielekonsolengehäuse.
Verwenden die großen Hersteller dabei immer Spritzguss? Um was für einen 
Kunststoff handelt es sich dabei meist genau?

4. Macht es Sinn (für die Serienfertigung), das Gehäuse wie in der 
Skizze 'modular' aufzubauen. Wenn ja, wie lang sollten die jeweiligen 
Seitenlängen der Einzelteile maximal sein?


5. Kann jemand ein Programm zum Erstellen solcher Modelle empfehlen? Die 
'Clips' oder andere Mechanismen die einzelnen Teile des Gehäuses 
miteinander verbinden, werden doch wahrscheinlich meist nach dem selben 
Schema gebaut... ebenso Schraublöcher oder Zwischenwände zum 
stabilisieren. Nach welchen Begrifflichkeiten muss ich suchen, um da 
weitere Infos zu finden?

6. In welcher Preisspanne schätzt ihr, werden Anbieter wie z.B. 
https://www.protolabs.de/ den einmaligen 3D Druck für die Teile eines 
solches Modells anbieten?

Ich bin dankbar für jede Antwort hierzu.
Grüße, Peter

P.S.
Wie man den Fragen sicherlich entnehmen kann, liegt die Umsetzung des 
Projekts noch in so ferner Zukunft, dass der Thread hier eher als 
Theorie aufgefasst werden kann und ich nur hoffe Anhaltspunkte, 
Stichworte usw. zu bekommen, um mich ein bisschen in die Materie 
reinzufuchsen.
Ich hab im Forum bereits ein paar wenige Diskussionen über 
Herstellungsverfahren von Prototypen gelesen.
Diese sind allerdings zum Teil schon recht alt, so dass Preise und 
Methoden nicht mehr aktuell sind oder handeln von kleinen einteiligen 
Prototypen (<15cm).

von Forist (Gast)


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Herstellung von Kunststoffgehäusen würde ich ganz ohne Mikrocontroller 
oder Digitalelektronik angehen.

Das ist eher Problem für das Unterforum Mechanik&Werkzeuge.

von Peter H. (stewie_g)


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Kopie aus Beitrag "Kunststoffgehäuse Prototyping Erfahrungen (50x50x50cm)" wegen 
falscher Rubrik.

Hallo,

Zu Beginn eine kurze Bemerkung:
Ich hab keinerlei praktische Erfahrung mit den verschiedenen
Herstellungsverfahren von Kunststoffteilen und hoffe mit diesem Thread
ein paar grundsätzliche Gedanken von Usern lesen zu können, die bereits
mit der ein oder anderen Methode gearbeitet haben.

Das Bild im Anhang soll ein würfelförmiges Gehäuse mit 50cm langen
Kanten darstellen.
Sowohl die 4 nach oben verlaufenden Kanten, als auch die Ober- und
Unterseite des Modells sind hohl und bieten Platz für entsprechendes
Innenleben und Verkabelung.
Die Oberseite ist in etwa 5cm, die Unterseite in etwa 10cm hoch und die
Kanten sollen an ihrer dünnsten Stelle etwa 2,5cm dick sein.

1. Wenn ich nur ein einziges Modell herstellen will, welches Rapid
Prototyping Verfahren würdet ihr mir hierfür empfehlen? Hat jemand
Erfahrung mit einzelnen Anbietern und deren Preise/Qualitäten von
ähnlich großen Modellen?

2. Will ich bis zu 10 Modelle herstellen und jeweils verschiedene kleine
Änderungen vornehmen, lohnt es sich über den Kauf eines eigenen 3D
'do-it-yourself' Druckers nachzudenken oder sind die hierfür völlig
ungeeignet? Hat eventuell jemand Erfahrungen mit z.B. dem prusa3D oder
ähnlichen Druckern.

3. Ich kann mir vorstellen, dass für ein solches Projekt ab
Produktionsmengen von ein paar hundert Teilen dasselbe Verfahren
angewandt werden sollte, wie für
Bildschirm-/Drucker-/Spielekonsolengehäuse.
Verwenden die großen Hersteller dabei immer Spritzguss? Um was für einen
Kunststoff handelt es sich dabei meist genau?

4. Macht es Sinn (für die Serienfertigung), das Gehäuse wie in der
Skizze 'modular' aufzubauen. Wenn ja, wie lang sollten die jeweiligen
Seitenlängen der Einzelteile maximal sein?


5. Kann jemand ein Programm zum Erstellen solcher Modelle empfehlen? Die
'Clips' oder andere Mechanismen die einzelnen Teile des Gehäuses
miteinander verbinden, werden doch wahrscheinlich meist nach dem selben
Schema gebaut... ebenso Schraublöcher oder Zwischenwände zum
stabilisieren. Nach welchen Begrifflichkeiten muss ich suchen, um da
weitere Infos zu finden?

6. In welcher Preisspanne schätzt ihr, werden Anbieter wie z.B.
https://www.protolabs.de/ den einmaligen 3D Druck für die Teile eines
solches Modells anbieten?

Ich bin dankbar für jede Antwort hierzu.
Grüße, Peter

P.S.
Wie man den Fragen sicherlich entnehmen kann, liegt die Umsetzung des
Projekts noch in so ferner Zukunft, dass der Thread hier eher als
Theorie aufgefasst werden kann und ich nur hoffe Anhaltspunkte,
Stichworte usw. zu bekommen, um mich ein bisschen in die Materie
reinzufuchsen.
Ich hab im Forum bereits ein paar wenige Diskussionen über
Herstellungsverfahren von Prototypen gelesen.
Diese sind allerdings zum Teil schon recht alt, so dass Preise und
Methoden nicht mehr aktuell sind oder handeln von kleinen einteiligen
Prototypen (<15cm).

von Peter H. (stewie_g)


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Hab den Thread in die passendere Rubrik kopiert:
Beitrag "Kunststoffgehäuse Prototyping Erfahrungen (50x50x50cm)"

Dieser kann gelöscht werden, sobald es ein Admin liest.

von Christopher J. (christopher_j23)


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Normalerweise stellt man Kunststoffteile per Spritzguss her aber bei der 
schieren Größe deiner Teile werden alleine die Formen schon im 
ordentlichen fünfstelligen Bereich sein. Von modular sehe ich nichts. 
Sind denn die vier Seitenteile wenigstens von Deckel und Boden abnehmbar 
oder soll das ein monolithischer Block sein?

Ein 3D-Drucker macht durchaus Sinn bei komplexeren Formen aber ich kenne 
keinen der 50x50x50cm Druckvolumen hat. Außerdem sind solche Dinger 
relativ langsam. An so einem Teil würde der locker mehrere Tage drucken.

Wenn du mit dem 3D-Drucker ABS drucken kannst, dann kannst du auch 
relativ einfach Teile stückeln. ABS lässt sich nähmlich mit Aceton sehr 
gut kaltverschweißen.

Theoretisch geht das mit einem Prusa i3 aber rein praktisch ist es sehr 
schwierig, weil gerade flache Teile mit großer Fläche sich thermisch 
extrem verziehen können und sich dann vom Druckbett ablösen etc. Da 
braucht es eine sehr gute Haftung zum Druckbett, welches eine 
ordentliche Heizung hat, die mit einem ordentlichen Netzteil befeuert 
wird. Das bekommst du bei den China-i3s für 150€ so jedenfalls nicht 
"out of the box".

von ui (Gast)


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Wie schon richtig geschrieben, alleine dein Werkzeug für Spritzguss wird 
bestimmt schon 15k kosten, selbst wenn du's relativ günstig kriegst. 1 
Stück kostet dann halt nur noch 5€, also rentiert sich das schon ab ein 
paar hundert/tausend Stück. Das weißt nur du, ansonsten: 3D Drucken.

Du kannst es schon in mehrere Teile trennen, ich hab bis jetzt die 
Erfahrung gemacht das das ganze dann meist gewackelt oder nicht richtig 
gepasst hat (egal ob ich es entworfen hab oder jemand anderer), das kann 
man aber bestimmt besser machen.

Persönlich finde ich ABS nicht so schön, die Toleranzen sind relativ 
groß und gerade bei einem solchen Rießending wirst du keine Freude haben 
die Stege dannach zu entfernen. Wenn es überhaupt druckbar ist.

SLS ist das Stichwort, damit kann man sogut wie alle Formen sehr gut 
drucken und schaut dannach sehr schön aus. Toleranzen halten sich i.d.R. 
auch im Rahmen und sooo viel teuerer ist es auch nicht. Hab grade bei 
https://www.rapidobject.com/ geschaut, da darf die kürzeste Seite leider 
nur 38cm sein :/ Es gibt aber ja noch 1000 andere 3D Dienstleister, ich 
hatte für mein Gehäuse (12x8x10cm), aber ca. 20€ bezahlt, aufgeteilt in 
Ober- und Unterseite.
Wenn du einen Dienstleister findest, kannst dich schonmal auf 300€ pro 
Stück einstellen. Dafür hast das dann am Stück, mit wenig Toleranzen.

von ui (Gast)


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https://www.3d-activation.de/produkt/3d-konfiguration/

Die würden ABS Druck mit deiner Größe anbieten. Kannst ja mal schauen 
was ein Gehäuse kosten würde, würd mich auch interessieren.

von someone (Gast)


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Bei dem, was du willst, bietet sich am ehesten Vakuumtiefziehen an. Das 
kannst du mit Hobbymitteln und Hobbybudget machen. Drucken wird ätzend, 
da sehr viel Material verbraucht wird und das Bauteil sehr groß ist. Die 
Beauftragung eines Dienstleisters halte ich für ausgeschlossen, da die 
Maschinen sehr lange laufen müssen und das Produkt somit sicher mehrere 
hundert Euro kosten wird.

von Michael B. (laberkopp)


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Peter H. schrieb:
> 1. Wenn ich nur ein einziges Modell herstellen will, welches Rapid
> Prototyping Verfahren würdet ihr mir hierfür empfehlen? Hat jemand
> Erfahrung mit einzelnen Anbietern und deren Preise/Qualitäten von
> ähnlich großen Modellen?

Egal welches gewünschte Material und Stabilität (sieht ja aus, als ob 
man drauf sitzen kann oder etwas draufstellen können soll), PVC oder ABS 
oder PC+ABS wird man das Objekt aus Plattenware biegen und dann die 
Teile verkleben und glatt verschleifen

http://www.apra-plast.de/

> 2. Will ich bis zu 10 Modelle herstellen und jeweils verschiedene kleine
> Änderungen vornehmen, lohnt es sich über den Kauf eines eigenen 3D
> 'do-it-yourself' Druckers nachzudenken

Ein 50x50x50 cm 3D Drucker ? You must be kidding.

Und dann noch die Form: 95% nur Stützmaterial verdrucken.

> 3. Ich kann mir vorstellen, dass für ein solches Projekt ab
> Produktionsmengen von ein paar hundert Teilen dasselbe Verfahren
> angewandt werden sollte, wie für
> Bildschirm-/Drucker-/Spielekonsolengehäuse.
> Verwenden die großen Hersteller dabei immer Spritzguss?

Jein. Bildschirm/Drucker/Spielkonsolen sind immer Spritzguss, aber 
grosse billige Objekte wie Trittschemel (so sieht deines aus) oder 
Wannen sind oft mit nur einseitiger Form im Vakuum tiefgezogene Platten 
oder aufgeblasen (Bobbycar). Eventuell würde man dein Teil wegen der 
hohlen Stützen aus 2 so vakuumtiefgezogenen Teilen zusammenkleben.

> Um was für einen Kunststoff handelt es sich dabei meist genau?

Je nach Abwendung, deines sieht nach ABS+PC aus. Vakuum meist PE.

> 4. Macht es Sinn (für die Serienfertigung), das Gehäuse wie in der
> Skizze 'modular' aufzubauen.

Sicher, eine Spritzgussform für ein 50x50x50cm Teil wird 90x90x90cm 
gross sein, 6 Tonnen wiegen, und mit den zumindest 8 Schiebern die die 
Hohlräume freihalten und erst rausgezogen werden vor dem ausformen so um 
100000 EUR kosten.

> Wenn ja, wie lang sollten die jeweiligen Seitenlängen der Einzelteile maximal 
sein?

Man würde wohl die 4 Stützen (eventuell identisch) anfertigen und Boden 
und Deckel getrennt und es dann zusammenschnappen. Macht 3 Formen aber 
sicher noch immer 50000 EUR.

> 5. Kann jemand ein Programm zum Erstellen solcher Modelle empfehlen? Die
> 'Clips' oder andere Mechanismen die einzelnen Teile des Gehäuses
> miteinander verbinden, werden doch wahrscheinlich meist nach dem selben
> Schema gebaut... ebenso Schraublöcher oder Zwischenwände zum
> stabilisieren. Nach welchen Begrifflichkeiten muss ich suchen, um da
> weitere Infos zu finden?

http://www.hanser-fachbuch.de/buch/1000+Konstruktionsbeispiele+fuer+den+Werkzeug+und+Formenbau+beim+Spritzgiessen/9783446412439

> 6. In welcher Preisspanne schätzt ihr, werden Anbieter wie z.B.
> https://www.protolabs.de/ den einmaligen 3D Druck für die Teile eines
> solches Modells anbieten?

ProtoLabs bietet kein FDM an, mindestens PolyJet musst du da nehmen, mit 
entsprechender Wanddicke wegen der Stabilität. Geschätzt 5000 EUR, aber 
man kann dort einfach nachfragen mit deinem CAD-Modell.

https://3faktur.com/3d-druck-service/3d-druck-kosten-preise/#1460456522434-92747a8f-1122

Die Frage ist halt, wie Scheisse die Oberfläche sein darf, schnell 
drucken heisst meist nicht sauber drucken.

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