Fallbeispiele – Welche Teile eignen sich zu 3D-Reparatur

Eine Frage, die sich immer wieder stellt, ist die nach geeigneten Teilen zur 3D-Reparatur. Dazu möchten wir euch hier ein paar kurze, allgemeine Hilfestellungen geben. Weiter unten findet ihr ein paar Fallbeispiele, mit denen wir uns etwas eingehender beschäftigt haben.

Eine 3D-Reparatur ist besonders interessant, wenn:

1. Ein Ersatzteil unverhältnismäßig teuer ist, weil es bspw. nur als Teil einer großen Baugruppe erhältich ist, wie in unserem Fallbeispiel Nummer 3 weiter unten, einem Bedienhebel eines PKW Schiebedachs.
2. Ein Ersatzteil nicht mehr verfügbar ist, wie in unserem 1. Fallbeispiel, einer Halterung für die Box eines tragbaren Plattenspielers.
3. Hersteller ein Ersatzteil nicht frei zur Verfügung stellen.
4. Ein Ersatzteil nicht einzeln zu bekommen ist, wie bspw. der Deckel des Batteriefachs einer Fernbedienung.
5. Ein Ersatzteil nur abseits üblicher Lieferwegen zu bekommen ist.

Grenzen der 3D-Reparatur

Der Einsatz 3D-gedruckter Ersatzteile auch seine Grenzen. Sowohl die Fertigungsmethoden, als auch die verwendeten Materialien sind im Moment noch auf sehr unterschiedlichem Niveau und entwickeln sich ständig weiter, so dass oft von Fall zu Fall entschieden werden muss, was Sinn macht oder ob es sicherheitsrelevante Risiken zu bedenken gibt. Wie so oft hilft auch hier eine gute Portion gesunden Menschenverstandes.
Temperatur des Filaments: Filamete haben naturgemäß eine Schmelztemparatur, die nicht nur in der Düse des 3D-Druckers, sondern zum Beispiel am Griff des Toasters! Hier sollte man besser auf einen 3D-Druck-Dienstleister zurück kommen, der ein temperaturbeständigeres Filament oder ein Sinter-Verfahren für den Druck auswählen kann.
Geometrie des Ersatzteils: zu große oder zu filigrane Teile, wie zum Beispiel komplette Fahrrad- oder Geschirrkörbe, sind ungünstige Geometrien.
Ersatzteil, das ein Metallteil ersetzen sollen, das große Kräfte aufnehmen muss.

Hier eine kleine Auswahl eurer Ideen aus unserer Online-Umfrage, bei denen eine 3D-Reparatur eine sinnvolle Maßnahme ist.

Zu guter Letzt noch 3 Fallbeispiele für eine pro 3D-Reparatur.

1. Tragbarer Philips Stereo Plattenspieler

Philips tragbarer Stereo Plattenspieler mit 3D-repairiertem Verbindungsteil, siehe orangener Pfeil, Foto: mit freundlicher Genehmigung von Nikolaus Marbach, SDC
– Modell 22GF603/03L, Österreich, 1970
– tragbar, kann sowohl mit Batterie als auch mit Netzkabel betrieben werden
– Materialien: Kunststoff: Gehäuse, Metall: Teller, Arm, Batterien, …, 3,2 kg

Hintergrund

Der tragbare Plattenspieler aus den 1970-ern von der Firma Philips, spielt nun Platten in einem Bauwagen in der Hafenstraße. Leider ist im Laufe der Jahre ein Verbinungs-stück zwischen den mobilen Boxen und dem Ge- häuse gebrochen, sodass man das Gerät nicht mehr sicher transportieren kann.

Defekt

Verbindungsteil von mobilen Boxen und Ge- häuse, das mit einer Schraube am Korpus befestigt wird, war auf einer Seite gebrochen.

Reparaturversuche

Das Ersatzteil Nummer 482250230085 ist leider nicht mehr verfügbar, weder beim Hersteller noch bei Online-Ersatzteil-Händlern. Das verwundert nicht, denn Ersatzteile über mehrer Jahrzehnte vorrätig zu halten, ist wohl für kaum einen Hersteller realisierbar.

3D-Reparatur

Da für uns keine Möglichkeit bestand an ein passendes Ersatzteil zu gelangen, haben wir ein baugleiches intaktes Teil vermessen, daraus 3D-Daten im CAD-Programm modelliert und im örtlichen Fab Lab mit Hilfe eines 3D-Druckers ausgedruckt. Das Teil passte auf Anhieb und sitzt fester als die übrigen Teile.
3D-Konstruktions des Verbindungsteils, erstellt in Fusion 360

Originalteil

Gewicht: 2,15 g
Material: Thermoplast / Spritzguss
Stromverbrauch: 0,0043 kWh (je nach Maschine 0,001075 – 0,01935 kWh)

3D-Ersatzteil

Gewicht: 1,56 g
Material: PLA
Stromverbrauch: 0,0375 kWh (14 Min. mittlere Druckqualität)

2. GOK Gasdruckregler für Camping-Gaskocher

GOK Gasdruckregler mit einem kaputten Drehrad

– Modell 0104400, Deutschland, 1990er
– Kombiregler mit zwei Ausgängen zum Anschluss an Kleinflaschen bis max. 14 kg
– Material: Metallgussteil, Drehrädchen aus Kunststoff

Hintergrund

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

Defekt

Das Drehrädchen, das mit einer Mutter am Ventil befestigt wird, ist zerbrochen.

Reparaturversuche

Einzeln ist das Drehrädchen im Handel nicht erhältlich. Unter Umständen könnte man sich sogar mit einer Zange behelfen. Da es sich allerdings um eher niederkomplexes Teil handelt, bietet sich eine Reparatur-Lösung mit dem 3D-Drucker geradezu an und man kann sich eine umständliche Suche ersparen.

3D-Reparatur

Da dieser spezielle Gasdruckregler zwei Venitle hat, konnten wir das verbleibende intakte Drehrädchen einfach vermessen und die 3D- Daten im CAD-Programm modellieren.

Um beim Druck sogenannte Stützgeometrien einzusparen, haben wir die Griffrillen bis auf den Boden heruntergezogen. Dies verbessert zusätzlich die Haptik.

Außerdem haben wir den Innenraum etwas massiver gestaltet als im Original. Filamentteile stehen erfahrungsgemäß Spritzgussteilen in puncto Stabilität etwas nach. Da es sich hier um ein Sicherheitsrelevantes Teil handelt, sollte der Druck des Ersatzteils daher nicht auf einem Filamentdrucker erfolgen, sonder bei einem 3D-Druck-Dienstleister in Auftrag gegeben werden, der dann das Teil beispielsweise per Stereolithografie erzeugt.

3D-Konstruktion des Drehrädchens für GOK Gasdruckregler, erstellt in Fusion 360

Originalteil

Gewicht: 3,65 g
Material: Thermoplast / Spritzguss
Stromverbrauch: 0,0073 kWh (je nach Maschine 0,001825 – 0,03285 kWh)

3D-Ersatzteil

wird noch gedruckt, Daten werden nachgeliefert

3. Bedienhebel für Schiebedach in Auto

Schiebedacheinheit mit fehlendem Bedienhebel, siehe orangene Umrandung

– Modell Mercedes Benz C-Klasse, Bj. 2009

Hintergrund

Der Bedienhebel / Taster für die 3 Positionen des Schiebdachs in einem 2009er Mecedes Benz steuert 3 verschiedene Aktionen: öffnen → drücken nach oben, kippen → drücken nach hinten, schließen → ziehen nach unten. Die Positionen öffnen und kippen lassen sich auch ohne Bedienhebel bewerkstelligen, herunter ziehen zum Schließen nicht mehr. Behelfsmäßig ist dafür im Moment ein Bändchen angebracht.

Defekt

Der Bedienhebel hat zwei kleine Ösen, mit denen auf das Steuerelement für das Schiebedach in der Armatur aufgelickt wird. In diesem Falle sind beide Ösen nach fünf Jahren Gebrauch abgebrochen.

Reparaturversuche

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. Einbaukosten. Auf Gebrauchtwaren-Portalen fanden wir die Armatur zwar zum Verkauf, allerdings auch nur als “defekt” mit demselben gebrochenen Bedienhebel.

3D-Reparatur

Wir haben den Bedienhebel ausgemessen und die 3D-Daten im CAD-Programm modelliert. Dabei haben wir die Ösen aus der Erinnerung repliziert. Ggf. müssen diese nach dem Druck noch ein wenig aufgebohrt werden.
3D-Konstruktion für Bedienhebel in Schiebedacheinheit, erstellt in Fusion 360

Originalteil

Gewicht: 7,35 g
Material: Verbindung aus 3 aus Thermoplast- / Spritzguss-Elementen
Stromverbrauch: 0,147 kWh (je nach Maschine 0,003675 – 0,06615 kWh)

3D-Ersatzteil

wird noch gedruckt, Daten werden nachgeliefert

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