Projekt: Smartphonehalter

Meine Tochter hat mich gebeten, ihr einen Smartphonehalter zu bauen. An die Wand soll man den schrauben können, er soll knickbar sein. Ach ja und die Switch soll auch reinpassen.

Warum einfach, wenns auch kompliziert geht? – Unbekannter Ingenieur

Es ist schon erstaunlich, wie komplex ein so einfacher Wunsch doch sein kann. Allein die Anforderung, dass sowohl ein Smartphone als auch die Switch reinpassen sollen, macht die Sache aufgrund der unterschiedlichen Größen schon sehr knifflig. Ich habe über verschiedene Lösungen nachgedacht. Meine erste Idee waren spezifische Halterungen für die jeweiligen Geräte, mit einem einheitlichen Aufnahmemechanismus. Aber das würde bedeuten, dass für jedes neue Gerät ein eigener Halter entworfen und gedruckt werden müsste. Zu aufwändig!

Dann kam mir der Gedanke, das Gerät über einen Schiebemechanismus einzuklemmen. Aber wie die Klemmung fixieren? Vielleicht kann ja die Schwerkraft helfen, die ist schließlich kostenlos. Und das war die Geburtsstunde für den Mechanismus, so wie ich ihn schließlich gebaut habe. Erster Schritt beim Aufbau ist eine Skizze. Sie hilft mir, Klarheit über das Design und die wichtigsten Features zu bekommen. Man kann eben nicht alles im Kopf machen.

Prototypen und CAD-Konstruktion

Eine Zeichnung hilft aber auch nur bedingt, insbesondere, wenn es um mechanische Bauteile geht, die sich bewegen. Daher ist der nächste Schritt ein Prototyp. Das ist das Schöne am 3D-Druck: Ideen lassen sich in vergleichsweise kurzer Zeit in physische Objekte verwandelt, die man anfassen und mit denen man spielen kann. Eine Stunde mit dem CAD-Programm, drei Stunden drucken, fertig.

Am Prototypen erkenne ich einige Probleme im Design. Zehn Millimeter Höhe ist viel zu dick, fünf Millimeter reichen völlig. Und ich brauche Führungsschienen, sonst verkanten sich die Einzelteile. Oh, und ein Verhältnis von 1:2 bei den Zahnrädern ist zu wenig, es müssten 1:4 sein.

Mit diesen neuen Erkenntnissen kann es an die Konstruktion des eigentlichen Halters gehen. Ich nutze FreeCAD für die Konstruktion. Das Programm ist äußerst mächtig und gut zu benutzen (wenn auch nach einer gewissen Lernkurve) – und es kostet nichts. Insgesamt dreizehn Bauteile müssen konstruiert werden. Dafür brauche ich etwa vier bis fünf Stunden.

Vom Drucken und Fehler machen

Jetzt geht es ans Drucken. Ich drucke mit PETG, einem recht strapazierfähigen Material. In mehreren Etappen werden die Teile gedruckt, insgesamt ca. fünfzehn Stunden Druckzeit vergehen. Natürlich passt auch hier nicht alles sofort. Dann heißt es zurück an den Computer, verbessern und neu drucken. Nach ein paar Runden von diesem Spiel es es aber geschafft und alles passt gut zusammen.

An einigen Stellen nutze ich Metallschrauben und Einpressmuttern. Das ergibt solide Verbindungen und eine angemessen technische Anmutung.