Hinweise zum 3D-Druck der Sliderplatte am Gehäuse

[ventusfahrer]

Es geht um das Bauteil:

OBS-Mounting-A-001_StandardOBSMount_v0.1.1.stl

Wie gulap bereits in Slack dokumentierte, kommt es bei diesem Bauteil bei unüberlegtem Druck zu Brüchen. Verursacht werden diese durch eine statische Schwächung der Konstruktion durch das kleine Verriegelungsfach.

Konstruktiv kann man einfach das Verriegelungsfach weglassen. Die Box kann dann alternativ durch eine einfache Zylinderschraube (ohne weitere Sicherung) oder durch einen Gummizug gegen das Herausrutschen der Box aus dem Slider gesichert werden.

Die Sliderplatte darf meines Erachtens nicht (wie bei diesem ersten Versuch geschehen) auf der Kontaktfläche zur Box auf der Druckbett positioniert werden, sondern auf der Seite stehend:

Darüber hinaus sollten der Infill wenigstens 50% betragen und die minimale Anzahl der vertikalen Hüllkonturen auf 3 gesetzt werden:

Es dürfte ein kleines Problem sein, diese Information bei Auftragsdrucken zum Ausführenden zu bringen - u.a. wegen der derzeit noch mangelnden Dokumentation des Gehäusedrucks. Ein 3D Druck auf der Kontaktfläche zur Box auf dem Druckbett mit den Standardeinstellung der Slicer (2 Hüllkonturen, 15%-20% Infill) führt mit hoher Wahrscheinlichkeit früher oder später zum Bruch.

Ich werde noch ein weiteres Bild mit Gummiband-Fixierung und die STL-Variante ohne Verriegelungsfach später noch hochladen.

Greets

Peter

[gluap]

Wir fahren mittlerweile mit einer modifizierten Version der Klammer, die an den dünnen Stellen um ein paar MM verbreitert wurde (zip aus diesem Issue). Darüberhinaus drucke ich wie @ventusfahrer beschreibt auf der Seite stehend und knalle zusätzlich 100% infill in die schwachstellen:

Die modifizierte Klammer hat außerdem eine Vertiefung für ein Fangseil:

Tatsächlich hat unser Auftragsdrucker direkt als er das unmodifizierte Modell gesehen hat gesagt „Das drucken wir mal lieber Senkrecht und 40% infill, sonst fliegt einem das um die Ohren“ - Ist uns leider trotzdem um die Ohren geflogen, daher jetzt das gepimpte Modell.

[ventusfahrer]

vermutlich existiert im Bereich der 4 Sacklöcher auf der Gehäuse (M3-Muttern) und der Plattenseite (M3-Zylinderschrauben) ein ähnliches Problem: relative geringe Anzahl von Schichten und noch schlechtere Hebelverhältnisse → die unteren Schrauben übertragen so gut wie keine Kräfte, die oberen beiden fast alles. Wie klein die kraftübertragende Fläche der M3 Schräubchen sind, kann sich jeder anschauen.

Wenn sich hier eine Schwachstelle ergibt würde ich die Klammer direkt ins Gehäuse integrieren und an einem Stück drucken.

[gluap]

Ich denke auch, dass das nächstkritische Teil die Schraublöcher wären. Bisher hatten wir bei unseren 23 Geräten trotzdem nur den Fehlermodus, dass die Klammer an den bekannten Stellen brach, von den verstärkten Klammern hat es noch keine erwischt. Ich vermute, dass die Schräge zusätzlich dazu beiträgt hier eine „öffnende“ Kraft auf die Klammer zu auszüben, und der rechte (innen-)Winkel am Klammeransatz als Stressansatzpunkt ein dankbares Ziel bietet.

[ventusfahrer]

Hi Paul,

siehst Du eien Möglichkeit meinen Verbesserungsvorschlag zu Deinem Issue noch einzubauen?

Die mechanische Schwachstelle in der Konstruktion ist die Zugseite, also die Innenseite der Klammer. Diese wird durch deine Änderung nur indirekt verbessert. Indirekt deshalb, weil durch die breitere Klammerwandsätrke die Kräfte auf die einzelnen Lagen nur etwas gesenkt werden. Die unveränderte Lage der Verriegelungskammer verhindert leider eine Erhöhung der Anzahl der die Zugkräfte aufnehmenden Lagen auf knapp 50% der Klammerbreite. Eine Verschiebung der Kammer würde nochmal deutlich mehr Festigkeit in das Teil einbringen.

Ein Vergrößerung auf der Druckseite der der Struktur bring zwar auch was, aber bei weitem nicht so viel.

Würde mich freuen, wenn Du das noch einarbeiten könntest.

Beste Grüße

Peter

[norbertschulz]

Hallo Peter,

1.) Sicherungspin: richtig, den extra Pin braucht man eigentlich nicht. Wichtig ist nur die Schraube um das Gehäuse an der Sattelhalterung zu halten. Damit entfiele auch das Verriegelungsfach. Und die Gesamtzahl der Teile verringert sich um eins.
2.) Infill: richtig, der Infill muß hoch die Standard 20% reichen hier nicht. Gilt übrigens auch für die Lenkerhalterung, und auch Sattelhalterungen habe ich mit mindestens 50% manchmal auch mit 70-80% gedruckt. Ich wollte einfach auf der stabileren Seite sein (hatte aber recht lange Druckzeiten in Kauf genommen).
3.) Drucklage: war mir unbekannt, wie gesagt ich hatte bei unseren 10OBS noch nicht diese Probleme gehabt. Mein Ziel war wenn möglich Überhänge zu vermeiden. Aber wenn mit der neuen Drucklage sich die Stabilität noch weiter erhöht, dann machen wir das so.
4.) Fangseilvorschlag: @gluap Vorschlag ist gut. Denn wir sollten solche Sicherheitsmaßnahmen zumindest anbieten.

Nächste Schritte: wenn wir uns auf eine neue Version des stl einigen dann baue ich das in die Beschreibung ein. Zusätzlich ändere ich die Lage und Bilder dazu. Ich lasse den Pin dann weg und verweise auf eine Schraube (müsste auch in der Montageanleitung geändert werden)
Außerdem kann ich in der Beschreibung explizit auf den höheren Infill hinweisen. Vielleicht sollte man generell vor dem Druck der Teile auf die Standardeinstellungen hinweisen wie z.B. Hüllkonturen=3 etc.

Gruß Norbert

[gluap]

Hallo zusammen - meine Sorge wäre, dass sich eine Zylinderschraube ganz ohne Sicherung je nach Lochwandbeschaffenheit durch Vibrationen im Zweifelsfall langsam „nach oben vibrieren“ und dann verloren gehen kann. Schwer, das fur alle Federungen, Wegbeschaffenheiten und 3d-druckervarianten auszuschließen.

[ventusfahrer]

@gluap

dass sich eine Zylinderschraube ganz ohne Sicherung je nach Lochwandbeschaffenheit durch Vibrationen im Zweifelsfall langsam „nach oben vibrieren“ und dann verloren gehen kann.

Das halte ich bei einem 20 mm langen Schraube mit Gewinde (also kein Stift) für eher unwahrscheinlich, den Praxisbeweis bleibe ich derzeit natürlich schuldig.

Hier noch meine Variante mit der Gummischlaufensicherung (die könnte natürlich auch noch über eine Schraube gehen, reicht aber auch so).

Ist ein Fangleinen-Gummi (damit werden die Leinen zwischen Gurtzeug und Rettungsschirm in der Packhülle fixiert). Kostet 20ct/Stück, wenn ich sie im 100er Pack kaufe, 9,9 ct, wenn ich sie im 1 kg Beutel kaufe.

Wenn mit Kammer gedruckt wird, damit der aktuelle Sicherungsstift weiter genutzt werden kann, sollte die Kammer auf jeden Fall um den gleichen Betrag, wie Du aktuelle das Bauteil an der Stelle verbreitert hast nach außen rutschen.
Dadurch erhöhst Du die Wandstärke die die Zugkräfte übertragen kann im Bereich der Kammer und die Kammer wandert in die deutlich geringer belasteten Bereiche des Bauteils. Die Kammer ist der Hauptgrund für die Brüche. Dass an der gleichen Stelle des Seat-Posts keine Brüch auftreten (die Belastung ist hier genauso groß), unterstützt diese Theorie.

[ventusfahrer]

kurzer Erklärungsversuch der Drucklage:

An der Stelle müssen recht hohe Zugkräfte im Bauteil aufgenommen werden. Die Zugfestigkeit bei 3D-gedruckten Teilen ist in Extrusionsrichtung am höchsten. Quer zum zur Extrusionsrichtung muss die Kraft über die Verschweisung der einzelnen Extrusionsschichten miteinander übertragen werden. Die Schweisqualität und damit die Zugfestigkeit zwischen den Schichten ist deutlich größeren Schwankungen unterworfen. Sie hängt ab von der Temperatur, der Druckgeschwindigkeit, der Düsengröße, Schichthöhe, der Bauteiltemperatur, die wird auch durch die Bauteilkühlung beim Drucken beeinflusst und letztendlich natürlich noch dem Filament ab.

Noch ein Wort zum Infill: der wird auch nur an die Kontur (Außenschichten) angeschweist, unterliegt also den gleichen/ähnlichen Problemen wie die obige Schichtbetrachtung. Aus dem Grund würde ich die den Perimeter (Anzahl der Außenkonturen) erhöhen bevor ich die Zahl der Infills erhöhe - oder zumindest gleichzeitig erhöhen.

[opatut]

Ich lasse den Pin dann weg und verweise auf eine Schraube (müsste auch in der Montageanleitung geändert werden)

Das fänd ich sehr schade! Wir haben ja einen Haufen „Kleinteile“, wie auch den USB-Deckel und den GPS-Deckel, die einfach irgendwie auch zum Charme des Gehäuses beitragen. Den Sicherungsstift zähle ich dazu.

Das mal so ganz vom Praktischen abgesehen, denn ich verliere den Sicherungsstift öfter mal, insbesondere wenn ich mit dem Gerät so rumlaufe. Und dieser Sicherungsstift ist eine Schraube mit Gewinde (M3x30 oder so), nur eben noch mit dem Plastikkopf, der ihn „einrasten“ lässt. Aber selbst das hilft nicht, ihn nicht zu verlieren. Der hält immer am Anfang super, leiert dann aber doch schnell aus. Zum Glück fällt er nur heraus, wenn er nicht gerade am Rad hängt – bisher. Aber nur die Schraube, das wäre funktional ja ein Rückschritt, und ästhetisch sowieso.

Also bitte nicht entfernen, ich finde den wichtig. Lieber ein Bauteil mehr als ein OBS der vom Rad fällt weil wir an der falschen Stelle gespart haben.

Übrigens halte ich einen Großteil dieser Bemühungen für Optimierung an der falschen Stelle, oder zumindest ein wenig übereifrig. Benutzt doch erst einmal das verstärkte Bauteil von @gluap mit all seinen Verbesserungen. Wenn dann immer noch Klammern brechen, kann weiter optimiert werden. Noch ist aber kein solcher Fall bekannt, wie mir scheint. Stattdessen könnten die Bauanleitung oder Druckanleitung noch ganz viel Aufmerksamkeit gebrauchen

[pepponia]

Meine Meinung dazu ist sowieso: Never Touch a Running System . Zu Tode optimieren bringt nicht viel. Lieber vorhandenes einfach und zuverlässig zur Verfügung stellen .