Parallel mit der Lok im Maßstab 1:11,11 habe ich an einem anderen Modell für den 33c3 gearbeitet, dessen Anfänge ich in diesem Beitrag zeigen möchte. Nachdem das Metalab auch am Chaos Communication Camp 2015 mit seiner Telefonzelle vertreten war, wollten wir sie natürlich auch im selben Maßstab nachbauen. Den Anfang machte wie schon beim Zug das CAD-Modell. Im Fall der Telefonzelle war das wesentlich einfacher, ich musste mich nur einen Nachmittag mit dem Maßband und meinem Laptop in die Telefonzelle setzen und alle Details präzise nachbauen.

Parallel with the train model in 1:11,11 scale I was also working on another model for the 33c3. Here I’d like to present the beginnings of this model. Since the Metalab took its phone booth to the Chaos Communication Camp 2015 I wanted to recreate it in the same scale. Again the first step was the CAD model which was way easier to make than the train because all I had to do was to sit inside the booth with a measuring tape and my laptop to recreate all details precisely.

Dieses mal konnte ich auch das von mir bevorzugte Fertigungsverfahren (Lasersintern) zur Produktion der Teile einsetzen. Wie meine Erfahrungen mit dem SLS-Verfahren waren will ich nachfolgend beschreiben. Der Prozess funktioniert prinzipiell recht ähnlich wie das Laserstrahlschmelzen (LSS), welches ich schon in einem früheren Beitrag beschrieben habe. Der Grundwerkstoff, in diesem Fall Polyamid, liegt in Pulverform vor und wird in dünnen Schichten auf die Baufläche aufgetragen, wo es nachfolgend von einem Laser verschmolzen wird. Im Gegensatz zu Metallen ist das Verfahren für Kunststoffe ein thermischer Prozess, das heißt das Pulverbett wird bis knapp unter den Schmelzpunkt aufgeheizt. Dadurch klebt das Pulver zusammen und es sind keine Stützstrukturen notwendig aber dafür muss die Maschine nach Ende eines Baujobs erst einmal einige Stunden auskühlen. Die Temperaturdifferenzen sind dabei in einem Bereich in dem die Wärmeausdehnung deutlich in der Gestalt von ordentlichen Rissen im Pulverbett sichtbar wird.

This time I had the chance to use my preferred manufacturing process (laser sintering) for making the parts. I’d like to talk you a bit through my experience with the SLS process. The basic principle is quite similar to the Laser Beam Melting (LBM) manufacturing process which I explained in an earlier post. The basis material is present in the form of a fine powder which is deposited in thin layers onto the build area and afterwards fused with a laser. Opposite to the metal process for platics a thermal process is used which means the powder is heated up to nearly its melting temperature. That way the powder sticks together and no support structures are needed but the machine needs to cool down for some hours. Due to the high temperature differences even the thermal expansion is visible in the form of cracks in the cooled powder.

Dieser „Pulverkuchen“ muss als nächstes aus der Maschine entnommen werden und kommt in eine Entpackstation. Warum das Pulvergebilde Kuchen genannt wird, ist vielleicht anhand des Bildes ersichtlich…

This „powder cake“ is then taken out of the machine and put into a unpacking station. The name „powder cake“ maybe makes more sense when you look at the picture below…

Nun werden die Teile aus dem zusammengebackenen Pulver vorsichtig herausgelöst. Durch den thermischen Prozess haftet direkt an den Teilen eine große Menge halbfestes Pulver an, welches sich nicht leicht herablösen lässt. Da es einer zu starken Wärmebelastung ausgesetzt war, kann es nicht wiederverwendet werden, im Gegensatz zum losen Pulver.

The parts are then carefully taken out of the baked powder. Due to the thermal process a lot of excessive powder sticks to the parts which can’t be removed that easy. Also it was exposed to a big thermal stress and can’t be reused, opposed to the loose powder.

Das anhaftende Pulver wird anschließend in einer Strahlkabine mit Druckluft und Glasperlen weggestrahlt. Endlich zeigen sich die Teile in ihrer vollen Pracht.

The sticky powder is afterwards removed in a sand blasting cabin using compressed air or blasting with glass beads. Finally the parts show all their details.

Vielleicht auch ganz interessant: Kleine Teile würden beim Auspacken sehr leicht verloren gehen, deswegen werden sie von einer Box umschlossen. Griff und Höhrer der Telefonzelle sind auch wirklich winzig!

Probably also quite interesting: small parts could get lost in the unpacking process easily so they are hidden in a box. The door handle and the handset are really tiny!

Die Telefonzelle habe ich in einigen Einzelteilen konstruiert: Als erstes den Grundkörper mit dem Dach, wie er schon in den vorigen Bildern zu sehen war und die Tür als separates Teil damit ich ein funktionierendes Scharnier machen kann. Mit Mateflasche für den Größenvergleich. ;)

I desingned and printed the booth in parts: the main body with the roof which you already saw in the previous pictures and a separate door so I can make a working hinge to open it. Mate bottle for scale. ;)

Bei einem weiteren Baujob habe ich dann noch das Innenteil mit dem Telefon drauf und eine Basisplatte ergänzt. Nachdem die Telefonzelle nicht nur ein statisches Modell sein soll, ist im Sockel auch noch Platz für die eine oder andere Platine vorgesehen.

The insides and a base were then printed in another build job. Since I plan the booth not to be a static model I left space for some PCBs in the base.

Die lasergesinterten Teile sind ziemlich rau und weisen, je nach Orientierung im Bauraum, deutlich erkennbare Schichten auf. Zusätzlich habe ich bei der Basisplatte an den abgerundeten Ecken noch teilweise die Dreiecke aus dem STL erkennen können!

the laser sintered parts have a quite rough surface and, depending on their orientation in the build chamber, even have visible layers. Additionally I even found even visible triangles from the STL at the rounded edges of the base!

In meinem Beitrag zum Zug für den 33c3 waren meine Versuche mit der Telefonzelle ohnehin schon zu sehen, hier noch einmal der Vollständigkeit halber: Nachdem ich vor hatte die Telefonzelle gemeinsam mit dem Zug am 33c3 auszustellen, hatte ich bereits mit dem Lackieren der Tür und des Grundkörpers begonnen.

My experiments wih the phone booth were already shown in my post about making the train for the 33c3 but for completeness: Since I wanted to display the booth together wirth the train at the 33c3 I already started with priming the main body and the door.

Trotz mehrerer Schichten Füllgrundierung und dazwischenliegenden Schleifdurchgängen ist die raue Oberfläche noch deutlich zu erkennen, da werde ich für eine akzeptable Oberfläche wohl einige Stunden Schleifen investieren können.

Even though I sprayed multiple layers of filler and sanded the parts between the rough surface is still clearly visible. For a smooth surface probably I’ll have to invest some hours of sanding.

Die bereits lackierten und die neuen Teile habe ich dann mal zusammengestellt um zu sehen wie die Telefonzelle wirkt. Wird auf jeden Fall ein ordentlich großes Modell!

For some impressions of the finished booth I then assembled the painted and the untreated parts. The finished model will be impressive for sure!

Beim Fotografieren der Telefonzelle habe ich zufällig 2 Fotos aus fast der selben Perspektive gemacht, da bot es sich an eine Animation draus zu machen.

While photographing the booth I accidentially made 2 pictured from nearly the same perspective. That’s calling for an animation.

Bis zur Maker Faire Wien am 20. und 21. Mai hätte ich die Telefonzelle gerne fertig um sie am Metalab-Stand auszustellen, bis dahin sollte es also noch das eine oder andere Update geben.

I plan to finish the phone booth in time for displaying it at the Metalab booth at Vienna Maker Faire which takes place on 20. and 21. May, so expect some updates in the meantime.
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