3D-Druck für die Organisation des Elektroniklabors

Die 3D-Drucktechnologie bietet Elektronikdesignern fantastische Möglichkeiten, ihre Entwicklungsprozesse zu verbessern, Produktmodelle zu erstellen und sogar individuelle Teile für ihre Produktionsgeräte zu fertigen. Die Vorteile von 3D-Druckern enden jedoch nicht dort; sie können noch einen weiteren, ebenso wichtigen Zweck in Ihrem Designprozess haben, nämlich Ihnen dabei zu helfen, Ihren Elektroniklaborplatz so zu organisieren, dass Sie intelligenter arbeiten können.

Probleme mit dem Laborplatz

Der typische Elektroniklaborplatz ist voll mit Werkzeugen, halbfertigen Projekten, Ersatzteilen, zufälligen Komponenten und vielen Kabeln und Drähten. Obwohl alles wesentlich ist und dort sein muss, ist es oft ein Kampf, Orte zu finden, um alles so zu verstauen, dass Sie es beim nächsten Mal wiederfinden. Was für einen flüchtigen Betrachter wie ein ungeordnetes Durcheinander erscheinen mag, ist ein hochorganisiertes Chaos, das sich langsam entwickelt hat und den wissenschaftlichen Prinzipien der Entropie folgt.

Der Schlüssel, um Ordnung aus dem Chaos zu schaffen, besteht darin, für alles einen Platz zu haben, eine Aufbewahrungslösung, die für Ihre spezifischen Bedürfnisse geeignet ist und die sich mit Ihrem Labor weiterentwickeln kann. Jedes neue Projekt, das Sie starten, bringt unweigerlich neue Komponenten und manchmal neue Werkzeuge mit sich. Mit jedem weiteren Projekt werden Ihre Anforderungen an Lagerung und Organisation schneller wachsen. Die Antwort ist eine maßgeschneiderte Aufbewahrungslösung, die Sie jederzeit erweitern können, wenn Sie zusätzliche Elemente benötigen. Die Antwort liegt darin, die Kraft Ihres 3D-Druckers zu nutzen; Sie haben die Möglichkeit, Ihr Organisationsproblem bereits zur Verfügung, also warum nutzen Sie es nicht voll aus? Dieser Artikel wird einige Tipps und Ressourcen teilen, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern.

Verwendung eines 3D-Druckers für Aufbewahrungslösungen

3D-Drucker sind mittlerweile eine gängige Ressource, die für die elektronische Entwicklung aufgrund ihrer Vielseitigkeit, Praktikabilität und in den letzten Jahren auch Bezahlbarkeit verwendet wird. 3D-Drucker sind mittlerweile relativ günstig zu erwerben und genauso wichtig, die Rohmaterialien, die sie verbrauchen, sind leicht verfügbar und preislich angemessen. Diese Vorteile öffnen ihre Nutzung für jeden, von Hobbyisten bis hin zu kleinen Unternehmen und Herstellern.

Wenn Sie noch keinen 3D-Drucker gekauft haben, gibt es einige beliebte Typen, die für jedes Elektroniklabor ideal sind. Die gängigste Art sind Filamentdrucker, im Grunde computergesteuerte Heißklebepistolen. Diese Drucker funktionieren, indem sie eine durchgehende Spule aus Kunststofffilament aufnehmen, das am Druckkopf schmilzt und eine präzise Platzierung ermöglicht, um Schichten aus Material aufzubauen, die nach der Ablagerung aushärten. Die Schichten bauen sich von unten nach oben auf, um ein 3D-Objekt zu formen. Ein wesentlicher Vorteil von Filamentdruckern ist die Bandbreite an verfügbaren Materialien, die dem Benutzer unterschiedliche mechanische Eigenschaften und Farben bieten. Dies ermöglicht es Ihnen, Materialien zwischen den Aufträgen zu wechseln oder sogar mitten in einem Druck, um die Farbe zu ändern oder Objekte mit unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen.

Der zweithäufigste Druckertyp verwendet flüssiges Harz, das mit ultraviolettem (UV) Licht gehärtet wird, um das Druckmaterial zu verfestigen. Diese Druckerarten können entweder einen UV-Laserstrahl haben, der selektiv Harz an präzisen Punkten aushärtet, oder eine Fotomaske verwenden, die nur ausgewählte Bereiche des Harztanks dem breitflächigen UV-Licht aussetzt. 

Pulverbasierte 3D-Drucker

Verschiedene Pulver-basierte Drucker, die Bindemittel verwenden, welche mittels eines separaten Druckkopfes oder der Hitze einer Laserquelle aufgetragen werden, um das Pulver in den erforderlichen Bereichen zu verfestigen, sind verfügbar. Obwohl diese Druckertypen die größte Flexibilität in Bezug auf Materialtypen bieten, um mechanische Eigenschaften und Oberflächenbeschaffenheit zu optimieren, befinden sie sich am oberen Ende der Preisskala, und man findet sie in der Regel nicht in kleineren Laborumgebungen von Hobbyisten und kleinen Unternehmen.

Filament-3D-Drucker

Persönliche Erfahrungen in den letzten 12 Jahren haben gezeigt, dass Filamentdrucker die beste Leistung in einem kleinen Labor bieten. Die Verwendung eines Harzdruckers wurde durch Probleme behindert, bei denen das gedruckte Objekt während des Nachhärtungsprozesses leicht verzog und das Endprodukt zu spröde war. Der Filamentdrucker produziert ein qualitativ hochwertigeres Produkt mit besseren mechanischen Eigenschaften, die für Anwendungen bei Komponenten wie Gerätesteuerungen und dem hier besprochenen maßgeschneiderten Lagerungsequipment geeignet sind. Allerdings machen jüngste Fortschritte bei den Materialien Harzdrucker attraktiver. Sie könnten in naher Zukunft in ihrer Anwendbarkeit für Laborarbeiten mit Filamentdruckern vergleichbar oder diese sogar überholen. Bleiben Sie dran für Updates zu den neuesten Entwicklungen in der 3D-Druckertechnologie.

Wenn ein Filamentdrucker für Laborarbeiten verwendet wird, ist das empfohlene Druckmaterial Polyethylenterephthalat-Glykol-modifiziert oder kurz PETG. PET ist ein häufig verwendetes thermoplastisches Polymerharz aus der Polyesterfamilie, das weit verbreitet in der Herstellung von allem, von Kleidung bis zu Lebensmittelbehältern und Wasserflaschen, eingesetzt wird. Die PETG-Variante hat einen niedrigeren Schmelzpunkt, was sie ideal für Spritzguss und Plattenextrusion macht. Diese Eigenschaften machen es auch großartig für Filamentextrusionen, die in einem 3D-Drucker verwendet werden.

PETG-Filament kommt in kleinen Rollen, die in den Druckkopf gefüttert werden.

Der Hauptgrund, warum dieses Material ausgezeichnet für den Labordruck ist, liegt daran, dass es einen sehr niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, was bedeutet, dass die Abmessungen der gedruckten Teile während des Abkühlprozesses stabil bleiben und die korrekte Größe beibehalten. Zusätzliche Vorteile sind, dass das Material relativ preiswert ist und mechanische Flexibilität beim Erstarren behält, was es sehr haltbar für Anwendungen macht, bei denen Teile nicht intensiv starr sein müssen. Diese Haltbarkeit ist perfekt für Laborraumorganisationen, bei denen Materialien den täglichen Umgang aushalten können, während Sie Werkzeuge und Komponenten herausnehmen und hoffentlich daran denken, sie wieder zurückzulegen, wenn Sie fertig sind.

Ideen für 3D-gedruckte Aufbewahrungsteile

3D-Drucker können jedes Lagerungsteil herstellen, das Sie benötigen; Sie benötigen lediglich die Vorstellungskraft, um sich vorzustellen, was Sie benötigen, und die Anwendungen, um diese Ideen in Design-Dateien umzusetzen, die Ihr Drucker verstehen wird. Ich verwende die folgenden Teile in meiner Lagerungslösung, die ich als Vorschläge zur Verbesserung der Organisation Ihres Laborraums anbiete. Alle Design-Dateien für die 3D-gedruckten Elemente sind sowohl auf Thingiverse als auch auf Printables verfügbar, sodass Sie diese so verwenden oder an Ihre eigenen Bedürfnisse anpassen können. Wenn Sie die Design-Dateien verwenden, vergessen Sie nicht, mir mitzuteilen, wie Sie damit zurechtgekommen sind und welche Vorschläge Sie haben, wie ich die Designs verbessern kann.

Lagerungsschubladen

Der erste Vorschlag ist eine Verbesserung der Komponentenschubladen, ideal für die Aufbewahrung der Teile, die Sie regelmäßig verwenden, wenn Sie Prototypenprojekte entwickeln. Als Elektronikdesigner wissen Sie, dass es immer mehr Komponenten als verfügbare Schubladen geben wird. Daher ist eine einfache Lösung das Hinzufügen von 3D-gedruckten Schubladentrennern mit hilfreichen Beschriftungen, um kleinere Teile zu trennen und Ihren Lagerplatz zu maximieren.

3D-gedruckte Schubladentrenner und Werkzeugkastentrenner sind online verfügbar, oder Sie können diese selbst bauen.

Kabel- und Instrumentenorganisation

Der nächste Vorschlag ist ein von Bienenwaben inspirierter Kabelorganisator für häufig genutzte Stromkabel, der sie bei Bedarf leicht zugänglich macht. Dieser stapelbare Kabelorganisator passt gut neben Schubladen oder Regale und macht es einfach, Kabel zu greifen und, genauso wichtig, sie wieder aus dem Weg zu räumen.

Der nächste Vorschlag sind spezielle Halterungen für jeden Kanal der Testinstrumentierung, einschließlich Ihres Tischmultimeters und Oszilloskops. Ich habe diese Halterungen entworfen, um Sonden vor versehentlichen Schäden zu schützen und einen einfachen Zugang zu Testleitungen und Kabeln zu ermöglichen, indem sie organisiert bleiben, wenn sie nicht in Gebrauch sind, anstatt quer über Ihren Arbeitsplatz zu liegen. Dieses Design ist noch in Arbeit und muss vor der Perfektionierung verfeinert werden, daher werde ich auf Ihr Feedback zur Verbesserung dieser achten.

Batterieorganisator

Der nächste Vorschlag ist eine Aufbewahrung für wiederaufladbare Batterien mit einem modularen Batteriehaltergestell, damit Sie Ihre geladenen Batterien griffbereit halten können und verhindern, dass sich entladene Batterien mit den gebrauchsfertigen vermischen. Es gibt nichts Schlimmeres, als festzustellen, dass alle Ihre Batterien aufgeladen werden müssen, bevor Sie mit Ihrem Projekt fortfahren können, weil Sie den Überblick verloren haben, welche einsatzbereit sind und welche leer. Batterien aufrecht zu lagern erleichtert auch das Herausfinden der AAAs von den AAs, was für effizientes Arbeiten hervorragend ist.

Klebebandhalter

Der nächste Vorschlag sind Aufhänger für die am häufigsten verwendeten Klebebandrollen, um sie aus dem Weg, aber dennoch leicht erreichbar zu halten, wenn sie benötigt werden. Dies verhindert die typische Ansammlung von Klebebandrollen, die Schubladen und Regale verstopfen oder das Bestellen neuer Bänder, weil man denkt, man hätte keine mehr, um dann festzustellen, dass viele dieser Art von Band im hinteren Teil der Schubladen oder unter anderem Kram versteckt sind, der Ihren Arbeitsplatz unübersichtlich macht.

Das Design für diesen 3D-gedruckten Klebebandhalter finden Sie auf Printables

Als nächstes kommt eine großartige Funktion: praktische Werkzeughalter, die es Ihnen ermöglichen, die am häufigsten verwendeten Werkzeuge, wie Schraubendreher, Abisolierzangen und Schneidwerkzeuge, griffbereit zu halten. Es beinhaltet auch ausklappbare Halterungen für Torx- und Hex-Schraubendreher, die Sie bei Bedarf für Arbeiten außerhalb Ihres Laborarbeitsbereichs entfernen und mitnehmen können. Das Design verwendet ein gestaffeltes Regal, das sicherstellt, dass es leicht ist, die Größe und den Typ jedes Werkzeugteils zu sehen, um die Suche nach dem richtigen Werkzeug zu erleichtern.

Der letzte Vorschlag betrifft die Aufbewahrung von Drähten, die die verschiedenen Farben und Stärken getrennt und leicht auffindbar hält, wenn man einen bestimmten benötigt. Diese 3D-gedruckte Drahtspulenhalterung ist einfacher zu verwenden als die günstigen Spulenpakete aus Online-Marktplätzen und nimmt keinen wertvollen Platz auf der Werkbank oder im Regal ein. Drähte und Kabel im Labor zu organisieren, ist die halbe Miete für einen aufgeräumten Arbeitsplatz, an dem alles leicht zu finden ist und nicht fünf Minuten Entwirren vor der Benutzung erfordert; außerdem sorgt dieses Design dafür, dass das Ende jedes Drahtes leicht zu greifen ist. 

Montage Ihrer 3D-gedruckten Aufbewahrungsteile

Der Schlüssel zur Installation dieser 3D-gedruckten Aufbewahrungskomponenten ist die Verwendung eines 20mm Aluminiumprofils, das ich entworfen habe, um an jedem Teil befestigt zu werden. Diese universelle Montage erleichtert die Installation enorm. Wenn Sie Ihren Arbeitsplatz umorganisieren oder versetzen müssen, können Sie alle Elemente verschieben, sobald die Aluminiumprofile montiert sind. Speziell entworfene Profilbohrführungen machen diese Installation unkompliziert und gewährleisten, dass alles nahtlos zusammenpasst. Die Erfahrung hat auch gezeigt, dass das Verschrauben von Profilen wesentlich robuster ist als Eckplatten oder Winkel.

Schlussfolgerung

Der Artikel zeigt, wie der Einsatz von 3D-Druck benutzerdefinierte Aufbewahrungslösungen schaffen kann, um Ihren Laborplatz zu organisieren und sicherzustellen, dass alles seinen richtigen Platz hat, sodass Sie schnell finden können, was Sie benötigen, ohne sich durch Haufen von verwickelten, halbfertigen Kabelsträngen und verknoteten Kabeln wühlen zu müssen. Es kann auch die Zeit und die Kosten sparen, neue Teile zu bestellen, wenn Sie vergessen, dass Sie bereits Ersatzteile in den Haufen von Komponenten haben, die sich in den weniger genutzten Ecken Ihres Arbeitsplatzes ansammeln. Insgesamt überwiegen die Vorteile einer guten Organisation eindeutig den Drang, mit Ihren üblichen chaotischen Arbeitspraktiken fortzufahren.

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