Magnete in 3D-Drucken

Magnete sind in vielen Projekten nützlich. Sie ermöglichen unsichtbare oder kaum sichtbare Verbindungen. Der Nachteil: Die Verbindung ist meist weniger stark. Dennoch eignen sie sich ideal für Türen, Klappen, Spielzeug oder Verbindungen zwischen Drucken.
Es gibt zwei Möglichkeiten, Magnete zu platzieren: horizontal und vertikal. Horizontale Magnete werden verwendet, wenn Sie Verbindungen oberhalb oder unterhalb des Drucks herstellen möchten. Diese Methode ist in der Regel einfacher in Ihrem Design anzuwenden. Mehr dazu später.
Vertikale Magnete befinden sich seitlich am Druck. Sie bieten die gleiche Kraft, wirken aber in eine andere Richtung.
Achten Sie beim Platzieren von Magneten auf die Dicke der Wand zwischen Magnet und Außenwand. Sie muss dünn genug sein, damit der Magnet einwandfrei funktioniert. Gleichzeitig muss sie dick genug sein, um den Magneten festzuhalten.
Die Größe des Magneten hängt von Ihrer Anwendung ab. Diese passen Sie bei der Gestaltung Ihres Produktes selbst an.

Materialien und Vorbereitung

Magnetarten für Ihren 3D-Druck

Magnete sind in vielen 3D-Projekten nützlich. Sie können zwischen verschiedenen Typen mit jeweils eigenen Eigenschaften wählen. Am häufigsten werden Neodym- und Ferritmagnete verwendet. Lesen Sie weiter unten, was sie einzigartig macht und worauf Sie achten sollten.

Neodym-Magnete

Neodym-Magnete sind am beliebtesten. Sie sind klein, haben aber eine hohe Kraft. Das macht sie ideal für kompakte Anwendungen. Suchen Sie online nach Magneten mit einer Bezeichnung wie N35 oder höher. Je höher diese Zahl, desto stärker ist der Magnet. Beachten Sie, dass mit der Stärke auch der Preis steigt.

Magnete gibt es in allen Formen und Größen. Sie sind jedoch nicht perfekt. Neodym ist spröde und zerbrechlich. Wenn Sie versehentlich einen anderen Magneten hart darauf treffen, kann es zerbrechen. Außerdem sind sie hitzeempfindlich. Über 80 °C verlieren sie ihre Magnetkraft. Haben Sie einen Drucker, der die Umgebungstemperatur beeinflusst? Stellen Sie dann sicher, dass die Druckoberfläche oder die umgebende Luft diesen Grenzwert nicht überschreitet.

Der Druckkopf selbst stellt in der Regel kein Problem dar. Er bewegt sich schnell über den Magneten und erhitzt ihn nicht lange. Bei Design und Platzierung ist jedoch Vorsicht geboten.

Ferrit-(Keramik-)Magnete

Ferritmagnete sind eine günstigere Alternative. Sie kosten oft zwei- bis dreimal weniger als Neodym. Ihre Magnetkraft ist deutlich geringer. Im Durchschnitt zwei- bis siebenmal schwächer. Verwenden Sie sie nur, wenn Sie keine hohe Magnetkraft benötigen oder ein begrenztes Budget haben.

Ferrit ist weniger spröde als Neodym und widerstandsfähiger gegenüber höheren Temperaturen. Dadurch eignet es sich für Anwendungen, bei denen Haltbarkeit wichtiger ist als Festigkeit.

Welche Größe brauchen Sie?

Die Größe des Magneten hängt von Ihrer Anwendung ab. Größere Magnete sind leistungsstärker, aber auch teurer. Hier sind einige Richtlinien für Neodym-Magnete:

• Ø3 mm: geeignet für leichte Türen oder kleine Schlösser.
• Ø5 mm: ideal für kleines Spielzeug oder einfache Mechanismen.
• Ø6–8 mm: nützlich für Werkzeughalter oder stabile Klemmen.
• Ø10 mm oder größer: erforderlich für Hochleistungsanwendungen wie die Wandmontage.

Verwenden Sie diese Messungen als Ausgangspunkt, aber testen Sie immer selbst, was für Ihr Design am besten funktioniert.

Geeignete Filamente

Nicht jedes Filament eignet sich für Drucke mit Magneten. PLA und PETG sind eine sichere Wahl. Sie lassen sich leicht drucken und behalten ihre Form. ABS, ASA, Nylon und PC sind ebenfalls verwendbar, erfordern aber einen guten Drucker. Denke an Modelle wie den Bambu Lab P1S, X1C/X1E oder H2D.

Filamente, die Sie vermeiden sollten

TPU und andere flexible Filamente sind oft zu weich. Metallgefüllte, holzgefüllte oder keramische Filamente haften nicht gut oder lassen sich schlecht drucken. Diese Typen werden für Anwendungen mit Magneten nicht empfohlen.

Sicherheit und Hinweise beim Drucken

Achten Sie auf die Temperatur Ihrer Druckerkomponenten. Die Düse kann bis zu 300 °C heiß werden. Berühren Sie sie niemals mit den Händen. Die Leiterplatte erreicht oft 80 °C oder mehr. Beachten Sie dies beim Platzieren von Magneten.
Lassen Sie den Drucker zwischen den Schichten nicht zu lange ausgeschaltet. Das Filament kann abkühlen, wodurch die nächste Schicht schlecht haftet. Senken Sie die Düsentemperatur auch nicht zu stark ab. Dies kann zu Verstopfungen führen.

3D-Designs für Magnete

In diesem Beispiel verwenden wir Fusion als Beispielsoftware.

Zuerst beginnen wir mit dem Objekt. Zur Vereinfachung verwenden wir in diesem Tutorial einen 50x50x50mm großen Block.

Schritt 1 : Klicken Sie auf die Oberfläche, auf der sich Ihr Magnet befinden soll.

Schritt 2 : Erstellen Sie auf dieser Oberfläche eine „Ebene“ und versetzen Sie sie um 0,6 – 1 mm (siehe Bild a1). Die Dicke hängt von der Größe Ihres Objekts ab. Bei einer dickeren Wand verliert der Magnet an Kraft. Versuchen Sie daher, unter 1,5 mm zu bleiben.

Schritt 3 : Erstellen Sie auf dieser „Ebene“ eine Skizze und zeichnen Sie einen Kreis, der ungefähr die gleiche Größe wie Ihr Magnet hat (siehe Bild a2).

!!!Stellen Sie sicher, dass Ihr Kreisdurchmesser in jede Richtung einen Versatz von 0,2 aufweist, damit der Magnet nicht nicht passt!!!.

Schritt 4 : Dieser Schritt ist nur erforderlich, wenn Ihr Magnet vertikal ist. In diesem Fall müssen Sie ein Stück oberhalb des Magneten entfernen, wie hier gezeigt (siehe Abbildung a3).

!!!Bitte achten Sie darauf, dass zwischen dem Magneten und der Skizze oben ein Versatz von mindestens 0,2 besteht, um eine Kollision mit dem Druckkopf zu vermeiden!!!.

Schritt 5 : Extrudieren Sie diese Skizze mit der Dicke Ihres Magneten (siehe Bild A4).

Schritt 6 : Klicken Sie oben links auf Datei, Exportieren und wählen Sie den Ordner aus, in dem Sie das Projekt haben möchten.

Schneiden

Wähle einen Slicer deiner Wahl und gehe zu Vorbereitung. Klicke dann oben im Bildschirm unter Projekt auf Importieren (Bild b1). Überprüfe anschließend, ob alle Einstellungen deinen Wünschen entsprechen. Klicke anschließend oben rechts auf Druckbett slicen. Bewege anschließend den Schieberegler rechts im Bildschirm (siehe Bild b2) auf die Ebene, auf der die Öffnung deines Magneten sichtbar wird (siehe Bild b3). Verwende bei Bedarf das Scrollrad, um die Ebenenauswahl zu erleichtern. Drücke anschließend die rechte Maustaste und wähle „Bruch hinzufügen“ (siehe Bild b4).

Folgen Sie nun den üblichen Schritten zur Vorbereitung Ihres Drucks. Wir empfehlen, für die Pause einen Timer einzustellen. Je kürzer die Pause, desto besser sieht der Druck aus. Bei einer längeren Pause kann eine Linie im Druck sichtbar werden. Die praktische App von Bambu Lab gibt zwar ebenfalls eine Benachrichtigung aus, ein Timer ist jedoch deutlicher erkennbar. Sie können die Zeit ablesen, indem Sie mit der Maus über den Balken in der Pause fahren. Fahren Sie anschließend wie gewohnt mit dem Drucken fort.

Hinzufügen einer Magnetübung

Wenn der Druck schließlich den Bruch erreicht, musst du den Magneten in deinen Druck einsetzen. Hier sind ein paar Tipps für diesen Vorgang:

1. Überprüfen Sie die Polarität des Magneten gegebenenfalls mithilfe eines zweiten Magneten.
2. Du kannst dein Druckbett so weit wie möglich vom Kopf weg bewegen. Gehe dazu entweder ins Druckermenü oder in das Menü der Bambu App und bewege den Drucker so, dass du deinen Druck gut erreichen kannst. Gehe in der App auf „Gerät“, dort solltest du die Bedienelemente sehen. In der praktischen App musst du ebenfalls auf „Gerät“ gehen, danach aber auf „Drucker“ klicken. Hier sollte das Druckermenü erscheinen. (Siehe Bild c1)
3. Sollte der Magnet nicht ganz passen, kannst du den umgebenden Kunststoff mit einem Heißluftfön oder ähnlichem erhitzen. Mit einem Feuerzeug ist das nicht zu empfehlen, da man die Hitze nicht so gut kontrollieren kann.
4. Passen Sie auf Ihre Hand auf! Sicherheit geht vor. Vermeiden Sie es, mit der Hand in die Nähe des Hotends zu kommen. Es könnte noch warm sein.

Magnet an der Außenseite

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es durchaus sinnvoll ist, einen Magneten in Ihren 3D-Druck einzufügen. Sie können Ihren Magneten auch außen an Ihrem Druck anbringen, dieser ist dann aber natürlich sichtbar. Das Anbringen eines Magneten an der Außenseite Ihres Drucks unterscheidet sich nicht wesentlich von dem, was wir bereits getan haben. Sie müssen die Schritte von "3D-Design für Magnete" befolgen, jedoch ohne den 1. und 2. Schritt. Vereinfacht ausgedrückt: Die Skizze sollte nicht mit einer Ebene nach innen platziert werden. Sie müssen auch Schritt 4 nicht ausführen. Halten Sie eine Toleranz ein, damit der Magnet sauber in Ihren Druck passt. Um den Magneten gut am Druck zu befestigen, verwenden Sie am besten einen für das verwendete Filament geeigneten Kleber.

Vorteile

• Sie erhalten mehr Magnetkraft als im Druck, da sich zwischen Magnet und Außenseite keine Kunststoffschicht befindet.
• Der Austausch ist einfacher, als wenn sich der Magnet im Aufdruck befindet.
• Die Platzierung ist einfacher, da Sie Ihren Druck nicht anhalten müssen.

Nachteile

• Ein Schutz gegen Staub und Schmutz ist nicht gegeben.
• Der Magnet ist nicht im Druck enthalten, daher sieht es etwas weniger schön aus.
• Größere Wahrscheinlichkeit, dass sich der Magnet löst.
• Wie Sie sehen, kann die Anwendung jedes Magneten beliebig geändert werden.