LED Beleuchtung für 3D Drucker

Bild 1: Den kompletten LED Bogen habe ich mit Fusion 360 konstruiert. Da gerade für solche komplexeren Geometrien Sketchup nicht die erste Wahl ist. Sketchup ist von der Bedienerfreundlichkeit, gerade für Anfänger, sicherlich einfacher zu erlernen, baut aber alle Bauteile auf Polygonen auf (kleine Dreiecke). Somit ist mit Sketchup ein Kreis oder ein Bogen nicht rund, sondern ein Vieleck, und gerade das wird beim 3D Druck dann auch sichtbar.
Fusion 360 ist für den Hobbyisten ebenfalls kostenlos und es können hiermit echte Volumenkörper erstellt werden.
Im Netz findet sich jede Menge Hilfestellung zu diesem Programm.

Bild 2: Den geraden Bogenteil, welcher den Drucker überspannt wollte ich auf jeden Fall um 120 Grad beweglich gestalten. Somit habe ich an dieser Stelle einen Drehmechanismus eingezeichnet, wo über einen internen Anschlag die lange Tube nur um ca. 120 Grad gedreht werden kann. Genau an dieser Stelle werde ich auch den LED Strip trennen. Dazu aber später genaueres.

Bild 3: Auch für die Befestigung musste ich mir Gedanken machen. Die meisten 3D Drucker haben an der Z-Achse so eine Art Bosch Profil, wo dann auch einfach etwas befestigt werden kann. Der neue Prusa hat hier einen 6,25mm breiten Alurahmen. Auch dazu später mehr.

Bild 4: Die Schalterbox sollte im Design genau dem des LCD-Panels des Druckers angepasst sein. somit wurde diese ebenfalls kurzerhand neu konstruiert.

Bild 5: Da ich einige Kabel am Drucker neu Verlegen muss, werden auch hierfür Abdeckungen angefertigt.

Bild 6: Da größere Objekte nicht in einem Schritt gedruckt werden können mussten die Teile so konfiguriert werden, das sie die möglichen Druckabmessungen nicht überschreiten. 
Des weiteren versucht man so viel wie nur irgend möglich direkt drucken zu können, d.h. ohne Verwendung von Stützmaterial oder einem Raft (stabiler Unterbau) oder Brim (ein Rand um das Druckerteil). Somit ist die Lage des Druckerteils auf dem Drucker entscheidend.

Bild 7: Hier wird nun die erste lange Tube gedruckt, dazu benötigte ich die komplette Druckerhöhe welche 210mm beträgt.
Der druck eines solchen Bauteils liegt bei ca. 6,5 Std. mit 100% Fülldichte.

Bild 8: Der fertige Druck. Der Drucker befindet sich auf seiner höchsten Position.

Bild 9: Nun ist es an der Zeit, die Röhrenteile miteinander zu verbinden und den LED Strip einzubauen. Der LED Strip ist auf den laufenden Meter mit 120 LED's der Bauart 5050 bestückt. Des weiteren ist es ein 24V LED Strip, da der Drucker noch eine 24 Volt Schnittstelle am Netzteil frei hatte.

Bild 10: Die einzelnen Röhren sind so gedruckt, das sich innerhalb eine Führung für den 10mm breiten LED Strip befindet. Die Löcher in der Tube sind im Abstand von 8,33mm angebracht, dies entspricht genau dem Abstand der LED's auf dem Strip. 

Bild 11: Hier nur zur Veranschaulichung, wie der LED Strip eingesetzt wird.

Bild 12: Nun wird das doppelseitige Klebeband am Strip entfernt und durch die Röhre geschoben. Anschließend habe ich den Strip mittels Wattestäbchen durch die einzelnen Löcher gegen die Führung gedrückt. Hält wirklich bombenfest, hoffentlich muss ich das nicht mehr raus machen.

Bild 13: Um die nächste Röhre aufzusetzen muss die Verbindungsstelle mit Kunststoffkleber benetzt werden. Das gute an diesem Kleber ist, das er relativ schnell fest wird und sich nahezu alle Kunststoffe verkleben lassen. Die ausgedruckten Tubes sind übrigens aus PETG. Da der LED Strip doch ordentlich warm wird und das mit PLA nicht funktionieren würde.

Bild 14: Jetzt kann das nächste Rohrstück aufgesetzt werden und wird mittels der gedruckten Verbindungsnase einfach ineinander gesteckt. 

Bild 15: Der LED Bogen ist soweit fertig verbunden. Der rechte obere Teil kann wie schon vorab erwähnt, um 120 Grad gedreht werden. Somit ist eine zusätzliche Ausleuchtung von schattigen Abschnitten beim Druck möglich.

Bild 16: Hier nochmals ins Detail für die drehbare Verbindung. Das LED Band muss gekürzt werden. Dies ist bei diesem Band alle 5cm möglich. Diese Trennstelle spielte auch bei der Konstruktion der Röhren eine Rolle, damit nicht rein zufällig eine Röhre dort aufhört, wo nicht gekürzt werden kann.

Bild 17: Nun müssen zwei Verbindungskabel angelötet werden. Hierzu verwendete ich ein möglichst hoch flexibles Kabel.

Bild 18: Im Detail schaut dann die Verbindung so aus. Das Verbindungsrohr wurde wiederum unter Zuhilfenahme von Klebstoff aufgeklipst. 

Bild 19: Nach dem Trocknen schaut dann der erste Bogenteil so aus. 

Bild 20: Hier mal ein Schuss ins Innere. Kommt leider auf dem Bild nicht zur Geltung, da die Kamera verzerrt, aber alle LED's befinden sich genau zentrisch zum jeweiligen Loch.

Bild 21: Jetzt folgt der Tricky Teil. Zuerst muss der Nächste LED Strip mit dem vorherigen mittels Löten verbunden werden. Dann muss das doppelseitige Klebeband abgezogen werden und alles ineinander geschoben werden.

Bild 22: Nachdem die geschafft ist, wird die Röhre auf die drehbare Verbindungsstelle aufgeklipst, dieses mal ohne Kleber. Danach nur noch die letzte Röhre aufschieben und verkleben. Dann ist der LED Bogen soweit schon mal fertig. (sieht man in Bild 15)

Bild 23: Um sicher zu gehen ob auch alles sauber passt, wird nun der Befestigungsanbau nur zur Probe zusammengebaut.

Bild 24: Für die Befestigung sind drei Teile vorgesehen. Die Befestigungsbrücke, Der Bolzen und der Sterngriff.
Der Bolzen hat ein M10 Gewinde und ein 12er Trapezgewinde.
Das Gegenstück zum Trapezgewinde enthält der Sterngriff und das Gegenstück zum M10 Gewinde hat die Befestigungsbrücke.

Bild 25: Nun wird der Bolzen in die Befestigungsbrücke eingeschraubt.

Bild 26: Somit kann der LED Bogen aufgeschoben werden und mittels des Sterngriffs fixiert werden. Funktioniert prima.

Bild 27: Die Beleuchtung mittels des neuen LED Bogens ist prima, endlich lässt sich etwas auf dem Druckbett erkennen. Die Verstellung des Bogens ist denklich einfach. Man muss nur den Sterngriff lösen und kann den Bogen in jeder Stellung fixieren.

Bild 28: Um den Bogen befestigen zu können, muss ein wenig gebohrt werden. Um die Löcher im richtigen Abstand zu fixieren, habe ich die Befestigungsbrücke aufgeschoben. Nun wird mit einem 3mm Bohrer an den drei Stellen etwas vorgebohrt.

Bild 29: Die Befestigungsbrücke wird nun wieder abgezogen und die angebohrten Löcher mit einem 2,5mm Bohrer ca. 8mm tief gebohrt.

Bild 30: Anschließend wird drei mal ein M3 Gewinde geschnitten.

Bild 31: Nun kann die Befestigungsbrücke fixiert werden.

Bild 32: Der Bolzen für die Aufnahme des Bogens wird eingeklebt. Hierzu mache ich etwas Kunststoffkleber in die M10 Bohrung an der Befestigungsbrücke.

Bild 33: Jetzt kann der Bolzen eingeschraubt werden. Ich habe bei der Konstruktion des Bolzens gleich ein 5mm Innensechskant mit eingefügt, damit ich jetzt beim eindrehen des Bolzens mit einem 5er Inbusschlüssels es wesentlich leichter habe.

Bild 34: Nun wird der LED Bogen aufgesteckt und an das bereits verlegte Kabel für den Ein- und Ausschalter des LED-Lichts angeschlossen. Den Anschluss der Verkabelung zeige ich hier nicht.

Bild 35: Die Schalterbox musste noch gedruckt werden und wurde gleich so ausgeführt, das nicht nur der Lichtschalter darin Platz findet sondern der Hauptschalter des Druckers auch. Der Original Hauptschalter befindet sich für mich an einer ungünstigen Stelle am Drucker und somit konnte ich dies gleich berichtigen.

Bild 36: Hier sieht man die Schalterbox direkt rechts neben dem Hauptbedienelement des Druckers. Der Hauptschalter wurde hier auch bereits schon angeschlossen.

Bild 37: Es werde Licht. Der LED Bogen ist hier im Bild ganz nach unten geklappt und somit wird das Bauteil nicht von Oben sondern von Vorne angestrahlt. 
Das leidige rumgefunzle mit der Taschenlampe hat nun ein Ende.

Nochmals zum Thema: Ist 3D Druck Heimwerken? Das drucken an sich, sicherlich nicht, aber das gesamte andere drumherum unterscheidet sich nicht vom bau eines Möbels oder Tools für die Werkstatt, oder?

Vielen Dank fürs Durchlesen
Euer saberlod