In einer aktuellen Folge von Elektor Lab Talk gab Ingenieur Saad Imtiaz eine ausführliche Einführung, wie man maßgeschneiderte, 3D-gedruckte Gehäuse für Elektronikprojekte entwirft – vom CAD-Modell bis zur Druckausrichtung und Materialwahl.

Beim Erstellen von Gehäusen empfiehlt Saad, mit einem CAD-Modell Ihrer Leiterplatte zu beginnen, das als STEP (.stp)-Datei aus KiCad oder anderen Leiterplatten-Design-Tools exportiert wird. Das stellt sicher, dass Befestigungslöcher und Steckverbinder vor dem Drucken korrekt ausgerichtet sind. „Wenn Ihre Platine horizontale Steckverbinder oder Displays hat, planen Sie diese frühzeitig“, merkte er an und erklärte, wie die Anordnung der Steckverbinder die Gehäuseform beeinflusst.

Die richtige CAD-Software für 3D-gedruckte Projekte wählen

Saads bevorzugte Werkzeuge sind SolidWorks ("48 € pro Jahr und für Maker lohnenswert"), Siemens Solid Edge (kostenlose Community-Edition) und Onshape, eine browserbasierte Option ohne Installation. Er hob auch Shapr3D für schnelle Bearbeitungen auf iPad oder Mac hervor – ideal beim Prototyping unterwegs.

Verschiedene CAD-Programme können Daten problemlos über STEP-Dateien austauschen, während STL-Dateien ausschließlich zum Drucken gedacht sind. Saad erinnerte sich auch an die Anfangszeiten mit Rhino und Google SketchUp, betonte aber, dass moderne Tools eine bessere Leiterplatten-Integration und mechanische Präzision bieten.

Druck- und Festigkeitsaspekte

Für die meisten Hobby-Anwendungen ist FDM-Druck weiterhin die beste Option. Harzbasierte Verfahren wie SLA oder SLS liefern feinere Details, sind aber teurer und komplexer. Saad empfiehlt eine Wandstärke von 3 mm für robuste, einsatzbereite Designs und das Hinzufügen von Abrundungen um Befestigungspunkte, um Risse zu vermeiden.

Um 3D-Drucke stabiler zu machen, druckt er Bauteile in einem Winkel von 45° statt die Schichten vertikal zu stapeln. „So kann das Teil besser Belastungen standhalten und die Schichten verbinden sich sicherer“, erklärte er. Das Hinzufügen von kleinen, ineinandergreifenden Rillen zwischen Ober- und Unterteil hilft, ein Verrutschen oder Verziehen durch Temperaturschwankungen zu verhindern.

Vom Druck zum Spritzguss

Als Antwort auf die Frage eines Zuschauers zum Skalieren auf Spritzguss erklärte Saad, dass SolidWorks helfen kann zu beurteilen, ob ein Teil spritzgussfähig ist – das heißt, es kann ohne Hinterschneidungen sauber in zwei Formhälften geteilt werden. Einfache Gehäuse lassen sich leicht spritzgießen, aber seitliche Öffnungen oder komplexe Vertiefungen können das Werkzeug erschweren und die Kosten erhöhen.

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