3D-Druck: Projekt Heimkinolampe

Für mein Heimkino bin ich schon lange auf der Suche nach einem Design.
Soll es Starwars sein? Nemos Nautilus? Die Firefly ist auch nett. Raumschiff Enterprise wäre cool.
Aber da sind Holzelemente aus Buche, die integriert werden müssen und es soll ja auch ein eigener Look sein. Sehr schwierig.
Überhaupt, so ein fertiges Design aus einem Film, das passt irgendwie auch nicht.
Ein wildes Durcheinander habe ich schon. Was fehlt, ist ein fertiges Konzept!
Seit Jahren überlege ich bereits, wie die Beleuchtung aussehen soll.
Verschiedene Designs gefallen mir, passen aber nicht zusammen.
Also muss etwas selbst Entworfenes her.
Bei Thingiverse.com, einer Webseite mit Tausenden 3D-Druckvorlagen, bin ich alle Lampenmodelle mehrfach durchgegangen. Ein paar waren interessant, aber etwas, das man direkt übernehmen konnte, war nicht dabei.
Also habe ich mich daran gemacht, meinen eigenen Entwurf zu gestalten…

Das schwierigste Problem besteht darin, überhaupt einen Ansatz zu finden, der einem gefällt.
Natürlich gab es bereits ähnliche Objekte.
Die Leuchte lehnt sich an die alten Positionslampen von Schiffen an.
Dieses Rippen-Design hat etwas Technisches, Kraftvolles und trotzdem Ästhetisches.

Auch bei Thingiverse gibt es bereits ähnliche Lampen, aber eben nicht das, was ich wollte.
Für meine eigene Lampe saß ich vor einem leeren Bildschirm.
Immerhin, ungefähre Ideen hatte ich. Aber was am Ende herauskommen würde, wusste ich am Anfang nicht.
Vom ersten Entwurf bis zur fertigen Lampe hat es dann auch über 1 Jahr gedauert. Dabei ist das System eigentlich total simpel und sogar als Anfängerarbeit für den 3D-Druck geeignet.
Einfach ist es aber nur, wenn man das fertige Teil sieht. Sich das vorzustellen und dann umzusetzen, bevor man das Ergebnis sieht, das ist das Schwierige an so einem Projekt.

Design in FreeCAD

Am Anfang stand die Überlegung, wie groß die Lampe werden sollte. Da lag es nahe, vorhandene Teile zu verwenden. In einer Kiste hatte ich noch ein paar E27-Sockel und passende LED-Leuchtmittel. Also sollte das als Ausgangsbasis dienen.
Nachdem ich mit FreeCAD bereits gute Erfahrungen gemacht hatte, habe ich diese Software für die Gestaltung meiner Lampe genommen.

Das Design ist eigentlich ganz simpel:
Boden, Deckel und ein paar Zwischenelemente. Fertig.
Bis zur fertigen Lampe ist es allerdings deutlich aufwändiger, man hat ja keinen Vergleich und muss sich alles erst mal in Gedanken vorstellen. Dauernd ändert und verwirft man etwas, selbst bei so einem simplen Objekt.

Der Sockel

Da ich mir nicht sicher war, ob E27 die richtige Fassung wäre und ob nicht vielleicht LED-Streifen besser wären, habe ich den Sockel zweigeteilt. Das Gehäuse und den Halter für die Fassung.

Für den Sockel habe ich einfach ein Rechteck erstellt, 10x10cm und 2,5 cm hoch.
FreeCAD ist extrem mächtig, aber auch recht kompliziert. Aber mithilfe diverser Tutorials kam ich gut voran und für meine Lampe benötigte ich nur Basisfunktionen.
Die Konstruktion ist total einfach.
In den Grundkörper habe ich in der Mitte ein Loch mit 8 cm Durchmesser erstellt, unten aber etwas Material stehen lassen. An 2 Seiten habe ich weitere Löcher angebracht, in die ich Alustäbe einsetzen wollte, die die ganze Konstruktion später zusammenhalten würden. Dafür habe ich 2 cm Durchmesser gewählt. Wieso? Weil ich im Garten noch Alustangen mit 2 cm Durchmesser liegen hatte – Resteverwertung!

Für die Stromversorgung habe ich auf einer Seite ein durchgehendes Loch erstellt, durch das später das Stromkabel eingeführt werden kann.
Jetzt noch alle Kanten sauber abgerundet. Fertig ist das erste Teil der Lampe.

Der Deckel oben ist bis auf das Loch für das Stromkabel absolut identisch – 2 Teile fertig!

Den Halter für den E27-Sockel habe ich so konstruiert, dass man das Teil jederzeit einsetzen und herausnehmen kann, daher ist ein Schlitz für das Stromkabel enthalten.
Ohne den Schlitz würde das Kabel unter dem Halter eingeklemmt oder man könnte den Halter (mit Sockel und Lampe) später nicht sauber in das Bodenelement einführen können.
Auch hier kamen nur Basis-Zeichenvorgänge zum Einsatz. Das Schwierigste war immer nur, die richtigen Ideen zu finden.

Da meine Lampe eine Rippenkonstruktion werden sollte, fehlten jetzt noch die Zeichnungen für die Zwischenelemente. Davon benötigte ich mehrere. Wie viele genau, wusste ich zu der Zeit noch nicht. Aber das war ja egal. Ob der 3D-Drucker 2 oder 10 Elemente druckte, war Nebensache.

Für die Zwischenelemente habe ich wieder meine Basis recycelt. Das Loch für das Kabel entfernt, die Löcher in der Mittel und für die Stangen durchgehend gemacht und das Objekt etwas dünner gestaltet, damit es nicht so wuchtig wurde.

Der Druck

In welcher Farbe man das Objekt druckt, ist egal. Die Idee war sowieso, die Lampe zu lackieren. In welcher Farbe, wusste ich zu der Zeit allerdings noch nicht. Daher habe ich einfach mal mit altem Filament drauf los gedruckt. Lila PLA lag noch im Schrank und transparentes PETG. Eine bunte Mischung an Material. Alles muss weg. Die Rollen waren schon über 3 Jahre alt. Ein Wunder, dass die überhaupt noch sauber druckbar waren.

Nach den ersten 3 oder 4 Teilen gab mein Anycubic i3 Mega 3D-Drucker den Geist auf. Das war natürlich etwas ärgerlich. Das Projekt blieb dadurch erst mal ein paar Wochen liegen. Später ging es dann mit einem neuen Gerät, dem Creality CR-6SE weiter.
Der größte Unterschied zum alten Gerät war die automatische Bed-Level-Kalibrierung. Das ist eine feine Sache. Kein Gefummel mehr mit Stellschrauben. Knopf zur Kalibrierung drücken, warten, fertig. Der Druck passte danach bisher immer einwandfrei auf die Druckfläche.

Nachdem ich alle Teile gedruckt hatte, fehlte mir allerdings die Idee, mit welcher Farbe ich die Lampe lackieren sollte. Zuerst habe ich alte Sprühdosen ausprobiert, aber da war nichts Passendes dabei. Dann habe ich es mit Airbrush probiert, aber der Farbauftrag war zu dünn, da hätte man viel mehr spachteln müssen, zudem haben mir die vorhandenen Farben einfach nicht gefallen.
Ich wollte das noch im Baumarkt klären, aber in Corona-Zeiten war das schwierig.
Da dann auch immer wieder andere Dinge wichtiger waren, lagen die fertig gedruckten Teile zwischenzeitlich monatelang im Keller und es ging nicht weiter.

Corona – Lockdown!

Als Selbständiger, der sowieso von zu Hause aus arbeitet, habe ich beruflich nicht viel von Corona mitbekommen (privat natürlich schon). Meine Frau allerdings musste zwischenzeitlich in Kurzarbeit und kam auf die Idee, das Geländer im Treppenhaus zu streichen. Als Farbe haben wir dafür Metallschutzlack DB703 Eisenglimmer matt gewählt, da wir diese Farbe bereits im Garten verwendet hatten und diese uns sehr gut gefiel.
Da von der Farbe nach dem Streichen noch einiges übrig war, kam ich auf die Idee, damit meine Lampe zu lackieren. Das war zwar Metallschutzlack und die 3D-Teile waren Kunststoff, aber es funktioniert trotzdem. Ein Vorteil des Lackes war auch die relativ dicke Konsistenz. Vorherige Lackierversuche, das lila Material und auch die trotz Schleifen sichtbaren 3D-Oberflächen wurden prima abgedeckt.
Jedes Teil wurde von mir 3x überstrichen.

Die Farbe erzeugte eine leicht ledrige, grobe Oberflächenstruktur. Das gefällt mir recht gut und ist viel besser, als glatter Lack, den man als Laie sowieso nicht sauber hin bekommt.
Die Lampe sieht wirklich aus, als wäre sie aus Metall! Endlich habe ich die richtige Farbe gefunden.

Zusammenbau

Hier der Warnhinweis: Arbeiten an 230V dürfen nur von Leuten durchgeführt werden, die sich damit auskennen! Das gilt auch für Lampenfassungen!
Ich hatte noch ein paar E27-Fassungen herumliegen. Eine davon habe ich auf den gedruckten Sockel geschraubt, eingesetzt und – passt auf Anhieb!

Was ich allerdings unterschätzt habe, war die Höhe des dunklen Bereichs. Sockel und Unterer Teil des Leuchtmittels waren dunkel. Das Licht wurde nur oben abgestrahlt.

Außerdem konnte man die Technik in der Lampe sehen. Das gefiel mir nicht.

Zuerst wollte ich auf andere Leuchtmittel umsteigen. LED-Leisten mit 20cm? Aber dann müsste ich löten und bräuchte einen Trafo. Ich habe mich für E27-Leuchtmittel mit Filament entschieden, die leuchten viel weiter nach unten. Das sollte doch irgendwie reichen?

Um den unteren Bereich abzudecken, habe ich mir Zwischenringe gestaltet, aber in der Filamentschublade bin ich auf transparentes, nachleuchtendes PETG-Filament gestossen. Das hatte ich vor 2 Jahren für Halloween gekauft.
Das könnte vielleicht funktionieren.
Damit könnte ich dann gleich alle Zwischenräume gestalten, für eine einheitliche Optik.
Ich entschied mich für Zwischenringe mit 2cm Höhe und 1mm Dicke.
Gedruckt habe ich die Teile im Vasen-Modus. Das ist eine spezielle Drucktechnik für Vasen und Objekte mit zusammenhängender Oberfläche. Dabei setzt der Druckkopf nie ab, daher gibt es eine absolut saubere Oberfläche. Und in der Tat – das Ergebnis ist erstaunlich gut. Aber ob das funktioniert?
Schnell 2 Alustangen ausgemessen und gesägt – passt nicht!
Ich habe alles genau berechnet und gestaltet, aber natürlich wurden die Teile durch die Lackschicht dicker! Das nächste Mal gebe ich ein bisschen Luft dazu.
Diesmal hieß es „Schleifpapier raus“ und die Löcher etwas vergrößern, ohne die Lackoberfläche im sichtbaren Bereich zu beschädigen. Nachlackieren wollte ich so kurz vor Vollendung der Lampe nicht.
Nach 20min vorsichtiger Schleifarbeit passten die Alustangen durch die Elemente und ich konnte alles zusammenbauen.

Fertig!

Da steht sie nun, meine selbst gedruckte Lampe. Nach über einem Jahr Planung und Bauzeit.
Ich hatte für den Druck unterschiedliche Materialien (PETG, PLA) und auch unterschiedliche Druckauflösungen genommen. An einigen Stellen sieht man den 3D-Druck bei genauem Hinschauen. Aber ansonsten sieht das Teil aus, als wäre es aus Metall. Die Alustangen sind aus Vollmaterial, damit wird die Lampe insgesamt recht schwer, zumindest für einen 3D-Druck.

Die im Bild sichtbaren Löcher in den Alustangen sind dem Einsatz von Restmaterial geschuldet. Da war halt mal was befestigt. Das fällt aber nur aus der Nähe auf.
Das Design gefällt mir, da bastel ich mir bald noch weitere Objekte für mein Heimkino.

Licht an!

Jetzt kommt aber die alles entscheidende Frage: Funktioniert die Funzel auch?

Vorsichtig eingesteckt und auf den großen Knall gewartet, aber tatsächlich – es wurde Licht!

Die transparenten Elemente schlucken zwar etwas Helligkeit, bringen aber eine deutlich gleichmäßigere Verteilung und man sieht kaum, dass unten so ein großer Sockel verbaut ist.
Das Ding sieht in Echt fantastisch aus, das kann man auf dem Bild gar nicht so gut rüberbringen.
Dabei ist es nur ein 3D-Druck aus Lila Filament mit Restmaterial aus dem Garten (Alustangen) und aus dem Keller (E27-Fassung). Der richtige Lack reißt alles raus.

Licht aus!

Wie ich bereits geschrieben habe, handelt es sich um Effekt-Material – das transparente Filament ist lichtaktiv und lädt sich durch Licht auf! Schaltet man das Licht ab, dann leuchtet es noch ziemlich lange nach – die Farbe ist genau passend fürs Heimkino.
Licht an – alle hinsetzen – Licht aus – die Lampen leuchten während des Vorspanns grün und dimmen langsam runter. Cooler Effekt.
Da muss man gleich mal Frankensteins Monster oder ähnliches laufen lassen.

Und jetzt?

Die Frage stellt sich, wie langzeitstabil die Konstruktion ist. Durch den Lack ist der 3D-Druck geschützt und die LED-Leuchtmittel werden nicht besonders warm. Aber hält die Lampe Monate oder Jahre durch, ohne das sie ausseinanderfällt? Man wird sehen.

2 Wandlampen sind jedenfalls gedanklich bereits in Planung.
Hoffentlich dauert es dieses Mal nicht wieder über ein Jahr bis zur Vollendung.

Einige Dinge würde ich jetzt anders machen. Aber die Lampe wurde ja auch während des Baus entwickelt, da finden sich immer irgendwelche verbesserungswürdigen Stellen. Beispielsweise würde ich eine Nut einplanen, für die Zwischenringe.Die Löcher für die Alustangen größer machen. Für alle Elemente das gleiche Filament verwenden. Außerdem muss ich die Temperatur überwachen, evtl. muss ich die Zwischenringe noch mit Lüftungsöffnungen versehen.
Es ist nur eine kleine Lampe, aber gar nicht so wenig Aufwand, der dafür nötig war.

Das Design würde auch ins Büro passen. Da ist mir vor kurzem eine Deckenlampe kaputtgegangen.
Eine Leuchtstoffröhre. Reparatur unwirtschaftlich. Wird durch LED ersetzt. Warum nicht in einem selbst gedruckten Design? Mal sehen 🙂

Als erste selbst gebaute Lampe finde ich das Teil ganz brauchbar. Jetzt muss es sich nur noch im Betrieb bewähren.

Den Unterschied zu einem einfachen 3D-Druck macht auf jeden Fall der Lack. Es muss nicht der DB703 Eisenglimmer-Lack sein. Da gibt es so viele coole Lacke, auch mit Effekten. Man darf nur nicht bei einfachen Farben bleiben, sondern muss kreativ sein.

Wenn man nur mehr Zeit hätte.

Du willst die Lampe nachbauen?
Gerne. Ich habe die Dateien auf Thingiverse hochgeladen:
https://www.thingiverse.com/thing:4986463
Aber Achtung – Das Design ist sicher noch verbesserungswürdig.
Für 20mm-Stangen muss man ein wenig schleifen, für die transparenten Elemente würde ich mittlerweile Nuten ins Design einplanen. Aber prinzipiell ist die Lampe mit den STL-Files druckbar.
Oder einfach als Anregung für eigene Entwürfe nehmen.



Jochens modulare Lampe

Mein nächste Projekt ist in der Mache – die universelle Lampe aus dem 3D-Drucker.