Sammelthread: FT-kompatible Maße für 3D-Designs (Nut und Zapfen)

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MasterOfGizmo
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Sammelthread: FT-kompatible Maße für 3D-Designs (Nut und Zapfen)

Beitrag von MasterOfGizmo » 29 Aug 2016, 13:27

=== Edit durch Moderator (Jan3D) ===
Hier eine Übersicht der bisher (Stand 2.1.2020) in diesem Thread aufgelaufenen Daten in chronologischer Reihenfolge:

Code: Alles auswählen

	[1]	[2]	[3]	[4]	[5]	[6]	[7]	[8]
(a)	2,10	2,40	2,05	2,20	2,05	2,10	2,00	2,05
(b)	2,80			2,70			2,90	2,60
(c)	3,00	3,60	3,00	3,00		3,00	3,10	2,60
(d)	4,00	4,30	4,05	4,60		4,00	4,05	3,90
Legende:
(a) - Abstand Mittelpunkt der Bohrung zur Oberfläche
(b) - Abstand Abflachung zur Oberfläche
(c) - Spaltbreite / Durchbruch
(d) - Durchmesser Bohrung
[1] thkais ausgemessene ft-Nut
[2] thkais gedruckte Nut
[3] MasterOfGizmo ausgemessene ft-Nut
[4] MasterOfGizmo gedruckte Nut
[5] H.A.R.R.Y. per Experiment ermittelt
[6] MisterWho gedruckte Nut (prof. HP Drucker)
[7] juh gedruckte Nut
[8] juh gedruckte Zapfen
=== Ende Edit ===


Mit dem 3D-Drucker wächst ja nun auch der Bedarf an FT-Designs. Wenn ich das richtig sehe liefert FT STL- und Gcode-Dateien mit aus. Aus diesen Daten sind die eigentlichen Design-Parameter kaum zurück zu gewinnen.

Daher hier die Frage nach den Maßen. Gibt es z.B. irgendwo Vorgaben, für gut druckbare "FT-Nuten"? Also im Falle einer runden oder halbrunden Nut z.B. der Durchmesser, die Tiefe (im Falle von halbrund) und die Breite der seitlichen Öffnung? Also die drei grünen Pfeile im angehängen Bild z.B.

Bild
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thkais
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von thkais » 29 Aug 2016, 13:49

Hallo,

einmal hat man die Möglichkeit (das ist in einem anderen Thread bereits angesprochen) die STL-Dateien des ft-designers zu verwenden.
Andererseits ist die Geometrie der Nut relativ einfach:
Bohrung 4 mm, Abstand des Mittelpunkts zur Oberfläche 2,1mm, Durchbruch 3mm.
Bei einer abgeflachten Nut ist die Bohrung 0,7mm oberhalb des Mittelpunkts abgeschnitten.
Bei 3D Druckern muss man im Allgemeinen einige Maße anpassen, damit hinterher das richtige Maß herauskommt - z.B. werden (kleine) Bohrungen prinzipiell zu eng gedruckt. Hier also einen entsprechenden Aufschlag einplanen - dieser ist abhängig vom Drucker und muss eben experimentell ermittelt werden.
Zapfen haben eine identische Geometrie, hier muss man durch Anpassen der Drucker-Werte das richtige Maß fnden, damit er ordentlich klemmt - aber eben nicht zuviel.
Beispielsweise kommt bei mir eine brauchbare Nut heraus, wenn ich 4,3mm Durchmesser verwende, den Mittelpunkt auf 2,4 erhöhe und den Durchbruch mit 3,6 drucke.
Gruß
Thomas

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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von MasterOfGizmo » 29 Aug 2016, 14:09

Cool, danke. Im Klartext heisst das. dass STL-Dateien bereits zu einem gewissen Maß Drucker-spezifisch sind. Das macht die Nutzung von fertigen STL-Dateien auf einem unbekannten Drucker dann ja schon knifflig.

Kann man solche Dinge wie die Tatsache, dass kleine Löcher zu eng gedruckt werden, nicht auch durch passenden Einstellungen im Slicer korrigieren? Genau das ist doch eigentlich die Stelle, wo aus geräteunabhängigen Designs geräteabhängige Daten werden. Letztlich bedeuten zu enge Löcher doch, dass der Slicer falsche Annahmen über die Breite einer gedruckten Filamentspur gemacht hat. Oder?
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von thkais » 29 Aug 2016, 15:01

Hallo,

automatische Korrekturen gibt es meines Wissens noch nicht, aber diese Maßabweichungen sind ein Thema. Bei professionellen Druckern ist dies sicher der Fall, denn bei entsprechenden Dienstleistern bestellte Drucke passen ganz gut.
Tatsächlich ist das Ergebnis des 3D Drucks abhängig von Druckgeschwindigkeit, Temperatur, Layer-Dicke, Material... Ohne ausgiebige Versuchsreihen bekommt man nur mäßige Ergebnisse.
Gruß
Thomas

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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von MasterOfGizmo » 29 Aug 2016, 15:57

thkais hat geschrieben: Bohrung 4 mm, Abstand des Mittelpunkts zur Oberfläche 2,1mm, Durchbruch 3mm
Das sind die Maße eines echten FT-Steines? Tatsächlich ist 0,1mm Platz neben einer eingesteckten Achse? Ich dachte immer, dass die quasi genau die gedachte Außenseite des Steines tangiert.
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Harald
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von Harald » 29 Aug 2016, 18:42

Die genauen Zugaben und Abschläge müssen für jeden Drucker einzeln ermittelt werden, und das je nach Orientierung des Objekts (flach / aufrecht) und wieder neu, wenn man den Vorschub in der Z-Achse verstellt. Dies und mehr steht auch im löblichen Booche (**), ähh, der ft:pedia 2016-01, "3D-Druck (4)": https://ftcommunity.de/ftcomm.php?file=ftpedia

Gruß,
Harald

(**) frei nach Prof. Schnauz in der "Feuerzangenbowle"
--- Ich liebe es, wenn ein Modell funktioniert. ---

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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von Kilian » 29 Aug 2016, 21:29

MasterOfGizmo hat geschrieben:Tatsächlich ist 0,1mm Platz neben einer eingesteckten Achse? Ich dachte immer, dass die quasi genau die gedachte Außenseite des Steines tangiert.
Liesse sich ja relativ einfach ausprobieren: Zwei Achsen in zwei aneinanderliegenden Bausteinen mit dem Durchgangsprüfer testen. Habe ich aber auch noch nicht gemacht.
Beste Grüße
Kilian

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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von MasterOfGizmo » 31 Aug 2016, 13:34

Das probiere ich nachher mal.

Danke für die vielen Antworten. Sobald der Drucker da ist werde ich mal meine neulich in Freecad entworfenen Test-FT-Nuten ausprobieren und schauen, dass ich ein praktikables Ergebnis hinbekomme.
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von Defiant » 31 Aug 2016, 18:43

Haben wir nicht irgendwo Nut und Zapfen als fertiges stl?

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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von DirkW » 31 Aug 2016, 19:02

Klar,

bei www.thingiverse.com findest du Beispiele von thomasdr in *.stl.

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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von MasterOfGizmo » 03 Sep 2016, 21:06

Kilian hat geschrieben:Liesse sich ja relativ einfach ausprobieren: Zwei Achsen in zwei aneinanderliegenden Bausteinen mit dem Durchgangsprüfer testen.
Also zwei Achsen kann ich nicht in Kontakt bringen. Also tangieren sie die gedachte Außenseite des Steines nicht. Also liegt der Mittelpunkt der Bohrung > 2mm von der Außenseite weg.

Ich messe:
Bohrdurchmesser: 4,05mm
Tiefe der Nut: 4,1mm
Also liegt der Mitelpunkt 2,05mm von der Seite entfernt
Spaltbreite: 3mm
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von H.A.R.R.Y. » 04 Sep 2016, 10:10

MasterOfGizmo hat geschrieben:[...]
Bohrdurchmesser: 4,05mm
Tiefe der Nut: 4,1mm
[...]
Spaltbreite: 3mm
[...]
Es hängt ein bißchen davon ab, welchen Baustein aus welcher Fertigungscharge man "erwischt" - grau, schwarz, rot, gelb (die gelben sind einen Hauch enger geraten). An einem alten grauen BS15 habe ich die gleichen Abmessungen ermittelt - innerhalb der Meßgenauigkeit.

Wenn ich mir das aufskizziere und nachrechne kommt als Abstand für den gedachten Bohrmittelpunkt 2,075mm heraus. Ob das mit dem gedachten Bohrmittelpunkt so hinkommt, oder die Nut etwas elliptisch ist, sei dahingestellt.

Die allermeisten Metallachsen mit 4mm Nennmaß passen nicht durch die eng tolerierten Kugellager, aber locker durch die Nuten der BS. Das sollte man bei der Beurteilung der Abmessungen auch mal im Hinterkopf behalten.

Grüße H.A.R.R.Y.

PS: Warum ist der Thread im Computing-Subforum versteckt. Gehört der nicht eher unter Tips & Tricks?
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von MasterOfGizmo » 04 Sep 2016, 15:09

Die Maße braucht man primär für den 3d-Drucker. Und der läuft unter dem Thema Robotics. Daher habe ich's hier gefragt.
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von JStar » 13 Sep 2016, 16:07

Hallo zusammen,

ich drucke bereits seit einiger Zeit FT-kompatible Teile mit Nuten bzw. Federn mit einem FFF-Drucker.

Am Anfang habe ich mich an die korrekten Maße herangetastet. Also zuerst mit Messschieber die echten FT-Steine nachgemessen, dann im CAD-Programm nachgezeichnet.
Jedoch druckt mein Drucker in der XY-Ebene ca. 0,08 - 0,12 mm zu viel an jeder Seite. Bohrungen werden grundsätzlich zu eng gedruckt. Das hat dazu geführt, dass ich die CAD-Modelle schrittweise anpassen musste, bis Nuten und Federn gut in einander passten.
Außerdem ist die Lage des Teils auf der Druckplatte entscheidend, denn die Druckauflösung unterscheidet sich zwischen Z- und X/Y-Achse. Das bedeutet, ich muss bereits beim Erstellen des CAD-Modells wissen, in welcher Lage es gedruckt wird.

Es macht leider weing Sinn, Maße oder STL-Dateien auszutauschen, da jeder Drucker unterschiedlich stark abweicht. Ja, es gibt Korrekturmöglichkeiten beim Slicen, z.B. bei Slic3r 1.2.x. Es nennt sich "XY Size Compensation" unter "Advanced" bei "Print Settings". Zum Teil nutze ich diese Einstellung auch. Allerdings erscheint es für mich sinnvoller, die Teile im CAD-Modell zu ändern. Das ist zwar aufwändiger, aber auch genauer. Die Vorraussetzung ist natürlich, das man das Modell selber erstellt hat oder zumindest die Projekt-Datei besitzt.

Ich könnte hier jetzt meine Erfahrungswerte mitteilen, z.B. dass ich 4mm Bohrungen in 4,3mm drucke. Doch dann würde der nächste sagen: "Das passt bei mir nicht!". Die Wahrheit ist leider so.
Fakt ist aber auch, dass sich viele FT-Teile sehr gut reproduzieren lassen, wenn man genug Zeit und (leider auch) Testmaterial investiert.


Ich wünsche allen viel Erfolg mit dem Fischertechnik 3D-Drucker.

Liebe Grüße,

Julian

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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von MasterOfGizmo » 14 Sep 2016, 16:25

Ich habe inwzischen auch etwas experimentiert. Mein bisheriges Ergebnis:

Ich stelle recht "lose" Verbdindungen für Elektonikgehäuse her. Die sollen nur halbwegs halten, sind aber keinen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Daher schon ich lieber die Zapfen meiner Originalteile, indem ich etwas weitere Öffnungen habe als für einen wirklich festen Kontakt nötig.

Nut-Durchmesser: 4,6 mm
Abstand Nut-Mittelpunkt von Seite: 2,2 mm
Breite der seitlichen Öffnung: 3mm
Gesamttiefe der Nut (wenn kein Vollkreis): min. 2,7mm

Achja, Löcher für die Bundhülsen (das wo die Stecker rein kommen) druckt er passgenau bei 3,6mm Durchmesser. Damit es entspannt passt nehme ich 3,8mm.
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von H.A.R.R.Y. » 16 Sep 2016, 21:00

Hallo zusammen,

es ergab sich, daß ich heute mit einem Abfallstück Aluminium (nein, kein Profil sondern ein massives Klötzchen) ein bißchen experimentiert habe. Die Maßangaben von thkais 'schnell' mal umgesetzt mit Bohrmaschine, Säge und Feile.

Bohrloch 4mm (exakt)
Bohrmittelpunkt 2,1mm vom Rand
Nutbreite 3mm (zumindest an einer der "Nuten")

Ergebnis: Zapfen passen da nicht rein, aber mit einer durchgesteckten Metallachse bekomme ich schon mal eine Verbindung zu einem BS30. Die Lichtspaltprobe zeigt deutlich, daß die Bohrung einen Hauch zu tief im Alu sitzt. Der Bohrmittelpunkt dürfte also eher mit 2,05mm richtig sein (Angabe von MoG).

Mein Experiment endet hier, ich weiß nun was ich wissen möchte (nämlich ob es auch "klassisch" geht).

Grüße
H.A.R.R.Y.
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Michelix
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von Michelix » 26 Feb 2017, 14:05

Ich versuche schon seit ein paar Wochen Lego und Fischertechnikteile nachzubauen.
Um aber erstmal auf genaue Ergebnisse zu kommen habe ich folgende Modifikationen an der

Firmware-EEprom-Einsstellung gemacht:

X-axis steps pro mm: 675.000 (Punkt kein Komma)
y-axis steps pro mm: 675.000
z-axis steps pro mm: 1356.000
Extr. 1 steps pro mm: 115.000

Slicer:
Extrusions multiplier: 1

Extrudortemperatur:
210 Grad (ich benutze einen Lüfter zum Kühlen)
First layer: 215 Grad

Mit dieser Einstellung bekommt man eine wesentliche bessere Maßgenauigkeit

Da PLA weicher ist als das Material von Lego und FT gebe ich bis zu 0,2 mm dazu bei festen Quetschverbindungen.
Zuletzt geändert von Michelix am 27 Feb 2017, 15:46, insgesamt 1-mal geändert.

ErwinG
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von ErwinG » 26 Feb 2017, 17:08

Hallo,

die Abweichungen können auch von dem jeweiligen CAD-Programm kommen. Z.B. wird bei OpenSCAD der Kreis durch einen Polygonzug angenähert, bei dem die Eckpunkte auf dem gewünschten Kreisdurchmesser liegen. D.h. das reale Loch ist immer einen Tick kleiner als das Gewünschte. Wie groß die Abweichung ist, hängt von den gewählten Einstellungen beim Rendern ab.

Gruß

ErwinG

Michelix
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Registriert: 26 Feb 2017, 13:32

Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von Michelix » 26 Feb 2017, 19:44

Tja mann kann nur das Loch etwas kleiner ausdrucken und dann mit Feile oder Bohrer nacharbeiten.
Schließlich kan mann ja nicht mit einer 0,5 er Wurst ein Genauigkeit von 0,01 ereichen.
Eventuell kann man es mal mit einer kleineren Düse versuchen.

chehr
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Re: FT-kompatible Maße

Beitrag von chehr » 26 Feb 2017, 21:27

Hallo Michelix,
danke das du deine Erfahrung hier zur Verfügung stellst. Ich sehe es auch so dass im Prinzip sollten die Korrekturen zunächst an der Druckereinstellungen (Slicer und wenn das nicht reicht am EEPROM) gemacht werden und nur als letzte Möglichkeit am CAD.
Michelix hat geschrieben: Mit dieser Einstellung bekommt man eine wesentliche bessere Maßgenauigkeit
Deine Werte scheinen mir auf den ersten Blick plausibel und mein erster Testdruck zeigt auch eine Verbesserung. Hast du die Werte experimentell ermittelt oder errechnet?

Ich habe gute Erfahrungen gemacht indem ich die erste Lage dicker drucke (0,4mm), um den vielen "erste Lage" Problemen aus dem Weg zu gehen.

Außerdem habe ich die XYZ-"axis travel acceleration" reduziert auf folgende Werte:
X-axis travel acceleration 400.000
y-axis travel acceleration 400.000
z-axis travel acceleration 40.000
Weil bei der Beschleunigung entstehen die größten Momente, bzw ist das Risiko am größten das der Motor Schritte verliert, Teile versagen, oder dass sich der Drucker verstellt, was bei mir der Fall war. Ich überlege mir noch ob ich weiter reduziere...
Mir ist noch nicht ganz klar ob die Software eine Positionskorrektur macht die sich durch die Beschleunigungszeit ändert..

Und nachdem der Drucker nun auch eine Kühlung hat liefert er nun deutlich bessere und recht gute Ergebnisse.

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