Einstieg in die 3D-Reparatur – Materialien & Downloads

Broschüre »Leitfaden für die 3D-Reparatur«

Die Broschüer »3D-Druck & Reparatur« dient als Leitfaden für den Einsatz 3D-gedruckter Ersatzteile. Sie erleichtert den Einstieg in die Thematik 3D-Druck, gibt einen Überblick über Ersatzteile, bei denen eine 3D-Reparatur sinnvoll ist, woher sich die 3D-Dateien beziehen lassen und wo schlussendlich überall 3D-gedruckt werden kann.

Es gibt Tipps, zu Kooperationen mit AkteurInnen aus dem Umfeld 3D-Druck und Reparatur-Initiativen und dazu generell Einstiegshürden zu reduzieren.

Darüber hinaus gibt es Hintergrundinformationen zur Wahl des passenden 3D-Druckverfahrens und Druckmaterials und zum politischen und rechtlichen Kontext.

Auszüge

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in guter Bildqualität [16,2 MB]:
SDC_Broschüre_3D-Druck und Reparatur_Sept 2018_digitale Version_16MB
in kleiner Dateigröße [2,3 MB]:
SDC_Broschüre_3D-Druck und Reparatur_Sept 2018_digitale Version_2MB
oder Printversion hier anfragen:
info[at]sustainable-design-center.de

Workshop Präsentation

Für interessierte AkteurInnen, die die Möglichkeiten der 3D-Reparatur kennen lernen und ihr Wissen erweitern möchten, steht hier ein Workshopkonzept bestehend aus Präsentation und Moderationskarten zur Verfügung. Dafür sind keinerlei 3D-Druck-Kenntnisse nötig. Es wäre allerdings hilfreich, wenn die Durchführung des Workshops in Kooperation mit einem Makerspace geplant würde.

Nach einer Einführung in die Technologie wird der Ablauf der 3D-Reparatur nachverfolgt und Schritt für Schritt an Rechner und 3D-Drucker in der Praxis nachvollzogen. In einer Ideen-Werkstatt werden mit den TeilnehmerInnen aus den Akteursgruppen Ideen für konkrete Umsetzungen gesammelt.

Auszüge

html-Präsentation zur direkten Verwendung im Internet-Browser:
Workshop_3D-Druck-und-Reparatur_Praesentation_Sep_2018.html
Zum downloaden auf oben stehenden Link rechtsklicken und "Ziel speichern unter..." auswählen.

Moderationskarten für Workshop Präsentation

Die Moderationskarten zur Workshop Präsentation liefern in Stichpunkten die Hintergrundinformationen zu den einzelnen Folien.

Auszüge

Stehen hier alsbald zum Download bereit.

Fallsbeipiele

Verbindungsteil Plattenspielergehäuse

Modell: 22GF603/03L, Österreich, 1970, tragbar, kann sowohl mit Batterie als auch mit Netzkabel betrieben werden

Fall: Der tragbare Schallplattenspieler aus den 1970ern von der Firma Philips spielt nun Platten in einem Bauwagen. Leider war im Laufe der Jahre ein Verbindungsstück zwischen den mobilen Boxen und dem Gehäuse gebrochen, sodass das Gerät nicht mehr sicher transportiert werden konnte.

Originalersatzteil: Das Ersatzteil mit der Nummer 482250230085 ist nicht mehr verfügbar. Hier die Antwort des Ersatzteilhändlers:

»Sehr geehrte/r ..., das von Ihnen angefragte Ersatzteil oder ein Vergleichsartikel haben wir leider nicht im Lieferprogramm. Leider ist uns auch keine sonstige Bezugsquelle bekannt.«

Das verwundert nicht, denn Ersatzteile über mehrere Jahrzehnte vorrätig zu halten, ist wohl für kaum einen Hersteller realisierbar.

3D-Reparatur: Glücklicher Weise hat der Plattenspieler zwei solcher Verbindungsstücke, sodass das baugleiche intakte Teil vermessen werden konnte, um daraus die 3D-Daten im 3D-Programm zu modellieren. Im örtlichen Fab Lab wurde es mit Hilfe eines FDM-Druckers ausgedruckt. Das Teil passte auf Anhieb und sitzt fester als die übrigen Teile. Schwierigkeit Konstruktion: leicht Dauer Konstruktion: 20–30 min Anforderungen ans Material: keine besonderen

Materialwahl: PLA

Preisbereich des Materials: preiswert

Materialeinsatz: 1,6 g (– 27% im Vergleich zum Spritzgussteil aus 2,15 g Vollmaterial)

Materialpreis: ~0,04 € Stromverbrauch: ~0,0375 kWh (+ 11,5% im Vergleich zum Spritzgussteil mit etwa 0,0043 kWh: je nach Maschine 0,001075–0,01935 kWh)

Druckzeit: 14 min, mittlere Druckqualität, 40% Füllung

Preis: Spende ans Fab Lab

Getriebezahnrad Brotschneidemaschine

Modell: Graef, 162 Basic aus den 80ern

Fall: Das Getriebezahnrad hatte sich nach jahrzehntelangem Betrieb abgenutzt. Die Reparatur der Brotschneidemaschine im Reparier Café Kassel West war daran gescheitert, dass ein neues Zahnrad als Ersatzteil nicht mehr verfÜgbar war. Die Antwort des Herstellers:

»Die Motorzahnräder sind nicht mehr lieferbar. Unser Lieferant ist 2007 in Konkurs gegangen und seitdem sind alle Restbestände verkauft worden. Andere Zahnräder sind nicht kompatibel, das Gerät daher nicht reparabel. Die 162 Basic ist auch seit Über 20 Jahren nicht mehr im Programm.«

Da Über die Motorwelle hohe Kräfte Übertragen werden, musste das 3D-gedruckte Ersatzteil eine hohe Festigkeit aufweisen. Hier ist Nylon das Mate-
oben abgenutztes Motorzahnrad links 3D-reparierter Motorblock
rial der Wahl – wenn auch nicht das preiswerteste.

3D-Reparatur: Das Originalteil und die Schnittstellen wurden vermessen und darauf hin das Teil nachkonstruiert. Anspruch Konstruktion: mittel

Dauer Konstruktion: 1,5 h

Anforderungen ans Material: sehr hohe Festigkeit und dauerhafte mechanische Belastung

Materialwahl: Nylon

Preisbereich des Materials: teuer Materialeinsatz: 11,5 g

Materialpreis: ~0,46 €

Stromverbrauch: ~0,31 kWh (3D-Drucker: Prusa i3 Mk2s, Stromverbrauch ~100 W)

Druckverfahren: FDM, Dienstleister

Druckzeit: 3 h 6 min, hohe Druckqualität bei 70 % FÜllung

Preis beim 3D-Druck Dienstleister des Vertrauens: 20,15 €

Rolle für Geschirrspülmaschinenkorb

Modell: passend für eine Vielzahl an Geschirrspüler-Modellen

Fall: Diese Rolle war nach einer unachtsamen Handhabung gebrochen.

Originalersatzteil: Diese Rollen sind meist nur im Set erhältlich.

3D-Druck Reparatur: An diesem Beispiel ließ sich perfekt ein Fertigungsmerkmal demonstrieren, das den 3DDruck maßgeblich von anderen unterscheidet: die Möglichkeit, ineinandergreifende Funktionsteile in einem Schritt zu produzieren. Zu Testzwecken wurde das Teil selbst konstruiert, ist aber in verschiedensten Varianten auch auf Plattformen wie thingiverse.com oder myminifactory.com zu finden.

Schwierigkeit Konstruktion: mittel

Dauer Konstruktion: 1 h

Anforderungen ans Material: wasserfest, chemikalienbeständig, hitzebeständig bis 65°C

Materialwahl: Bezeichnung beim 3D-Druckdienstleister Shapeways »Strong & Flexible Plastics« (Nylon), »dishwasher safe, not watertight, not recyclable, and not food safe, heatproof to 80°C/176°F«.

Preisbereich des Materials: mittel

Druck: zu Testzwecken beim 3D-Druckdienstleister Shapeways

Preis: 7,92 €

Drehrädchen Gasdruckregler

Modell: 0104400, Dt., 1990er, Kombiregler mit zwei Ausgängen zum Anschluss an Kleinflaschen bis max. 14 kg

Fall: Der Gaskocher wurde bereits in den späten 1990ern gekauft und leistete seitdem treue Dienste. Nach über 15 Jahren Gebrauch ist eines der Drehrädchen zerbrochen, mit dem sich der Gasdruck regeln lässt.

Originalersatzteil: Ein Ersatzteil ist von GOK nur in Form einer Kompletteinheit samt Ventil zu bekommen. Einzeln ist das Drehrädchen im Handel nicht erhältlich. Unter Umständen würde der Einsatz einer Zange weiterhelfen. Da es sich allerdings um so ein niederkomplexes Teil handelt, bietet sich eine Reparatur-Lösung mit dem 3D-Drucker geradezu an und eine umständliche Suche/Versand kann vermieden werden.

3D-Reparatur: Da dieser spezielle Gasdruckregler zwei Ventile hat, konnte das verbleibende intakte Drehrädchen einfach vermessen werden, um die 3D-Daten im 3D-Programm nachzumodellieren. Um beim Druck die sogenannten Stützgeometrien einzusparen, wurden die Griffrillen bis auf den Boden heruntergezogen. Dies verbessert zusätzlich die Haptik. Außerdem wurde der Innenraum etwas massiver gestaltet als beim Originalteil. Filamentteile können Spritzgussteilen in puncto Stabilität etwas nachstehen. Dies kann durch die Filamtentsorte und/oder durch dickere Wandstärken ausgeglichen werden.

Schwierigkeit Konstruktion: leicht

Dauer Konstruktion: 30 min

Anforderungen ans Material: hohe Festigkeit, wärmebeständig

Materialwahl: Karbonfaser/Kohlenstoff Preisbereich des Materials: teurer Materialeinsatz: 4,5 g

Materialpreis: ~0,25 € Stromverbrauch: ~0,18 kWh (3D-Drucker: BCN3D Sigma, ~250 W Stromverbrauch)

Druckzeit: 42 min, hohe Druckqualität bei 40% Füllung

Preis beim 3D-Druckdienstleister des Vertrauens: 3,85 €

Bedienhebel Schiebedach

Modell: Mercedes Benz C-Klasse, Bj. 2009 Fall: Der Bedienhebel/Taster für die Ansteuerung der 3 Positionen des Schiebdachs (öffnen, kippen, schließen) hat zwei kleine Ösen, mit denen er auf das Steuerelement für das Schiebedach in der Armatur aufgeklickt wird. In diesem Falle waren beide Ösen nach acht Jahren Gebrauch abgebrochen.

Die Aktionen Öffnen (Drücken nach oben) und Kippen (Drücken nach hinten) ließen sich auch ohne Bedienhebel bewerkstelligen. Nur Herunterziehen zum Schließen des Schiebedaches war nicht mehr möglich. Behelfsmäßig war dafür ein Bändchen angebracht.

Originalersatzteil: Mercedes verkauft den Bedienhebel nicht einzeln. Auf Nachfrage in einer Vertragswerkstatt muss die komplette Armatur der Innenbeleuchtung als Einheit getauscht werden. Diese kostet 430 €, exkl. Einbau.

3D-Reparatur: Der Bedienhebel wurde ausgemessen und die 3D-Daten im 3D-Programm modelliert. Dabei wurden die abgebrochenen Ösen aus der Erinnerung repliziert. Ggf. müssen diese nach dem Druck noch ein wenig aufgebohrt werden

Anspruch Konstruktion: mittel bis hoch Dauer Konstruktion: 1,5 h Anforderungen ans Material: keine besonderen

Materialwahl: ABS, hier ließe sich durch ein Acetondampfbad eine spritzgussähnliche Oberfläche erzielen

Preisbereich des Materials: preiswert Materialeinsatz: 6 g

Materialpreis: ~0,14 € Stromverbrauch: ~0,27 kWh (3D-Drucker: Ultimaker 2, Stromverbrauch bei ABS ~50 W)

Druckzeit: 1h 48 min, hohe Druckqualität bei 80% Füllung

Preis beim 3D-Druck Dienstleister des Vertrauens: 8,10 €

Textbausteine für eigene Aktionen

  • Hersteller bringen in immer kürzeren Abständen neue Geräte auf den Markt. Sie versprechen technische Innovationen, bieten tatsächlich aber häufig nur minimale Änderungen, beispielsweise im Styling. Dabei rücken Langlebigkeit und Reparierbarkeit beim Geräteentwurf immer weiter in den Hintergrund.
  • Was früher ein typischer Fall für die Reparatur war, landet heute immer öfter auf dem jährlich wachsenden Berg an Elektroschrott. Und die Lebenszyklen von Haushaltsund Elektrogeräten werden immer kürzer.
  • Aus ökologischer Sicht ist in den meisten Fällen eine möglichst lange Nutzungsdauer grundsätzlich vorteilhaft. Denn die Herund Bereitstellung jedes neuen Produktes ist mit Ressourcenverbrauch, zum Beispiel für die Förderung von Rohstoffen und die Energie für Produktion und Transporte, verbundenen.
  • Der Berg von Elektroschrott stetig wächst, auch weil keine passenden Ersatzteile für viele Geräte zur Verfügung stehen oder diese schwer zu beschaffen sind.
  • Mit Hilfe von 3D-Druckern ist es möglich, einfache Ersatzteile zu erschwinglichen Preisen herzustellen und in Altgeräte einzubauen.
  • Durch das Nutzen der Nachhaltigkeitspotenziale des 3D-Drucks wird die Wiederverwendung von Geräten gefördert und damit Ressourcen geschont, die für die Produktion neuer Geräte nötig wären.
  • Besonders interessant ist eine 3D-Reparatur wenn…
    1. … das Originalersatzteil unverhältnismäßig teuer ist.
    2. … das Originalersatzteil nur als Teil einer größeren Komponente oder eines Gebindes – oder gar nicht (mehr) verfügbar ist, etwa, weil das Gerät alt ist.
    3. … das Originalersatzteil vom Hersteller nicht frei zur Verfügung gestellt, sondern nur an ausgewählte Vertriebspartner verkauft wird.
    4. … ein individuelles Ersatzteil benötigt wird, das z.B. die Funktionalität des Gerätes verbessert.
    5. … ein Hilfsmittel wie eine Halterung für den Reparaturprozess nötigt ist.
  • Erstzteile wie Schalter, Hebel, Knöpfe, Kappen, Zahnräder, Verbindungselemente oder Gehäuseteile eignen sich für den 3D-Druck. Zur Inspiration sind hier einige Beispielfälle:
  • Wer selbst ein 3d-gedrucktes Ersatzteile drucken möchte, kann Zeit im XY vorbei kommen.
  • Nächster 3D-Repair Café Termin: Datum