Maßgefertigte Endkappen für Aluminiumgehäuse aus dem 3D-Drucker

Als Kleinserien-Elektronikhersteller (und Bastler) verwende ich häufig Aluminiumgehäuse für meine Produkte und Projekte. Ich mag die Haltbarkeit und Stärke von stranggepressten Aluminiumgehäusen, und die Aluminiumkonstruktion bietet eine große Oberfläche für die Wärmeableitung, sollte ich sie jemals als Kühlkörper benötigen. Ich verwende die stranggepressten Aluminiumgehäuse der Serie 1455C802 von Hammond Manufacturing und bin mit ihrer Qualität sehr zufrieden.

Während ich die angenehme Beschaffenheit des Aluminiumgehäuses genieße, empfinde ich das Bohren und Schneiden von Öffnungen in die Plastikendkappen, um meine verschiedenen Anschlussklemmen und -stecker einzupassen, als sehr schwierig und inkonsistent. Das Bohren von Löchern ist einfach genug; eine gute Bohrmaschine und eine Schablone können diese Herausforderung lösen. Aber wenn es um etwas anderes als ein rundes Loch geht, kann es knifflig werden. Viele meiner Produkte und Projekte erfordern quadratische, rechteckige und sogar uneinheitliche geometrische Formen, um verschiedene Anschlüsse (USB-Anschlüsse, Platinen-Steckleisten, LCD-Panels) herauszuführen. Für diese Schnitte verwende ich eine Reihe von Werkzeugen, darunter ein X-ACTO-Messer, Diagonalschneider und Zangen. Ich habe noch alle meine Finger, aber ich weiß, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis mir bei der Verwendung des X-ACTO-Messers etwas passiert.

3D-Druck ist sicherer, schneller und sieht professioneller aus

Auch wenn das eine oder andere einmalige Projekt oder der Prototyp mit diesen Werkzeugen realisiert werden kann, lassen meine Ergebnisse das fertige Produkt oft amateurhaft aussehen. Außerdem kann das Schneiden von Hand sehr zeitaufwendig sein, wenn man wie ich Hunderte von Einheiten pro Jahr herstellt. Meine Lösung bestand darin, die vom Hersteller gelieferten Kunststoffendkappen zu verwerfen und stattdessen neue Endkappen in 3D zu drucken, die meinen Anforderungen entsprechen (Abbildung 1).

Abbildung 1: Beispiel für 3D-gedruckte Endkappen (links), die in das Gehäuse des Hammond 1455C802 (rechts) passen. (Bildquelle: Doug Peters)

Das additive 3D-Fertigungsverfahren ist zwar etwas gewöhnungsbedürftig, aber wenn man es einmal beherrscht, sind den Möglichkeiten des Druckens nur noch durch die eigene Fantasie begrenzt.

Der Prozess besteht im Wesentlichen aus drei Schritten. Zunächst muss eine CAD-Datei (Computer Aided Design) erstellt und die Ausgabe als STL-Datei (Standard Tessellation Language) gespeichert werden. Es gibt viele kostenlose oder preisgünstige CAD-Programme zur Erstellung von STL-Dateien. Ich verwende für meine Entwürfe eine kostenlose webbasierte Anwendung namens TinkerCad.

Zweitens muss die STL-Datei in eine Reihe von numerischen Anweisungen für den 3D-Drucker umgewandelt werden. Dieses neue Dateiformat wird als G-Code bezeichnet und kann mit einem so genannten „Slicer“ zur Umwandlung von STL- in G-Code-Dateien erzeugt werden. Ich verwende eine kostenlose Version des Softwarepakets Cura, aber es gibt viele andere, und die meisten sind kostenlos. Sobald der G-Code generiert wurde, senden Sie ihn einfach an Ihren bevorzugten 3D-Drucker und voilà, Sie haben ein neues Widget erstellt!

Für meinen eigenen 3D-Druckbedarf verwende ich den ENDER-3 S1 Pro von Creality (Abbildung 2). Ich finde die Qualität und Geschwindigkeit des ENDER-3 S1 Pro hervorragend, vor allem für den Preis. Die Druckzeit hängt natürlich von der Komplexität Ihres Entwurfs ab, aber in meinem Beispiel für das Gehäuse des Hammond 1455C802 dauert es etwa 25 Minuten, bis die beiden Endkappen fertig sind. Ich habe zudem kürzlich damit begonnen, zwei Sätze von Endkappen in einem Druckauftrag zu drucken, was etwa 40 Minuten dauert.

Abbildung 2: Mit dem ENDER-3 S1 PRO von Shenzhen Creality 3D Technology Co., Ltd. dauerte es etwa 25 Minuten, um die beiden Endkappen für das Gehäuse 1455C802 von Hammond fertigzustellen. (Bildquelle: Shenzhen Creality 3D Technology Co., Ltd)

Für den 3D-Druck stehen mehrere Arten von Filamenten zur Auswahl, darunter Polymilchsäure (PLA), Polyethylenterephthalatglykol (PETG) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Eine kurze Suche auf YouTube liefert Ihnen eine überwältigende Anzahl von Videos, in denen die Vor- und Nachteile aller verfügbaren Filamente erläutert werden. Flashforge USA bietet PLA-Filament (neben anderen Typen) in einer Vielzahl von Farben an (Abbildung 3).

Abbildung 3: Beispiele für die vielen Farboptionen für PLA-Filamente. (Bildquelle: Flashforge USA)

Fazit

Ich habe festgestellt, dass das 3D-Druckverfahren die perfekte Lösung für mein kleines Unternehmen und mein Hobby ist, wenn es um die Herstellung von Gehäusekappen geht. So kann ich mich auf mein Elektronikdesign konzentrieren und gleichzeitig die Qualität und das Aussehen meines Endprodukts verbessern. Ich habe meinen 3D-Drucker auch in meinem Labor eingesetzt, um eine Vielzahl von nützlichen Werkzeugen zu drucken.

Ich persönlich habe festgestellt, dass die Verwendung eines 3D-Druckers für die Herstellung von Gehäusedeckeln den Kauf eines 3D-Druckers mehr als gerechtfertigt hat.