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Zahnrad-Fotoaufsteller mit Initialen als Kurbel
Ein Fotoaufsteller, bei dem ein kleines Zahnrad-Set per Kurbel bewegt wird und dadurch ein Herz/Initialen-Element sanft „aufklappt“. Das wirkt verspielt, hochwertig und ist ein echter Hingucker auf Regal oder Sideboard.
Technische Daten
Personalisierungsoptionen
Benötigte Materialien
PLA-Filament (100–150 g, Farbe nach Wahl)
100–150 g
≈ 2,50 € (Anteil an 1 kg Spule à 20–25 €)
PETG (als Alternative zu PLA)
100–150 g (optional)
≈ 3,00 € (Anteil an 1 kg Spule à 24–30 €)
Metallstift / Achse (Ø 3 mm, Länge 60–80 mm) - optional
1 Stück
≈ 2,00 € (Edelstahl-/Stahlstift)
Kleinteile: M3-Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben
Satz (3–6 Teile)
≈ 1,50 €
Kleber: Cyanoacrylat (Sekundenkleber) + Epoxid (kleine Menge)
kleine Tube / 2-Komponenten-Epoxid 10 g
≈ 4,00 €
Feines Schleifpapier (K80/120/240/400) + Feilen
ein Satz Verbrauchsmaterial
≈ 3,00 €
Sprühlack / Acrylfarbe (kleine Dose / 50 ml) + Klarlack
je 1 kleine Dose
≈ 6,00 €
Optional: kleine Kugellager / Messingbuchse (bei hohen Beanspruchungen)
2 Stück
≈ 3,00 €
Optional: dünne Acryl-/Holzplatte als Hintergrund / Füße
1 Stück (z. B. 80 x 150 mm)
≈ 3,00 €
Benötigte Werkzeuge
- 3D-Drucker (z. B. Ender/Prusa/Fusion)
- CAD-Software (Fusion 360, FreeCAD, oder OpenSCAD)
- Feile / Schaber / Seitenschneider
- Schleifpapier-Set (verschiedene Körnungen)
- Bohrer / Handbohrer (für Passbohrungen; 3 mm)
- Spitzzange, Schraubendreher klein
- Präzisions-Kaliber (Schiebelehre)
- Dremel oder Rotationswerkzeug (optional für Feinbearbeitung) optional
- Klemme / Schraubstock (zum Fixieren beim Kleben / Bohren)
- Sprüh-/Pinselwerkzeug für Lackierung
Schritt-für-Schritt Anleitung
Schwierigkeitsgrad: Profi
Konzept & Maße festlegen
20–30 minEntscheide Fotoformat (hier 10x15 cm als Standard), Bewegungsbild (Herz oder Initialen), Position der Kurbel und Platzbedarf für Getriebe. Lege Abmessungen für Basis und Mechanik fest (Fuß 150 x 80 mm, Mechanikhöhe max. 60 mm).
- Foto lieber etwas kleiner kalkulieren (z. B. Sichtfläche 98 x 148 mm), damit die Befestigung Platz hat.
- Plane Zugang zur Rückseite für Einlegen des Fotos (Schiebemechanismus oder Magnet).
Mechanische Skizze & Getriebe-Layout
30–60 minSkizziere die Zahnradanordnung so, dass kleine Zahnräder (Zahnradsatz) die Bewegung von der Kurbel zum Klappteil übertragen. Wähle Modul/Teilung: für Hobbydrucker empirisch kleine Zähne (Teeth count 12–36; Modul ≈ 0.5 mm) oder nutze Zoll/Parametrierungen von Gear-Generator-Tools. Berücksichtige Achsabstände und Lagerbuchsen.
- Verwende Standard-Zahnradgeneratoren oder vorgeprüfte Gear-Profile (z. B. involute gear generator) statt selbst erfundener Profile.
- Sichere genug Platz für Toleranz: 0,2–0,3 mm seitliche Luft bei Zahnrädern (je nach Drucker).
CAD-Modell erstellen
1,5–2,5 StundenModelliere Basis, Zahnräder (mit Achslöchern Ø 3 mm oder 4 mm je nach Achse), Kurbel mit integriertem Initialen-/Herz-Element, Verbindungsplatten und Fotohalter. Modelle so aufbauen, dass Druck- und Montagerichtungen sinnig sind (z. B. Zahnräder flach liegend drucken).
- Lege Passungen: Spiel 0,2 mm radial bei Zahnrädern. Für Pressfit-Buchsen 0,1–0,2 mm weniger Durchmesser als Bohrungsmaß.
- Nutze parametrische Skizzen (z. B. Fusion 360) – erleichtert Größenanpassung für andere Fotoformate.
- Füge Gewindebuchsen-Positionen oder Schraubführungen hinzu, falls Schrauben eingesetzt werden.
Slicing & Druckvorbereitung
2–3,5 Stunden (Druckzeit, parallel mehrere Kleinteile möglich)Slice die Teile (Layerhöhe 0,12–0,2 mm; Shells 2–3; Infill 20–30%; Bridging beachten). Drucke Zahnräder flach auf die Platte für saubere Zähne. Kurbelgriffe ggf. mit leicht konischer Form für besseren Griff.
- Drucke Ersatzzahnrad(en) zur Prüfung der Toleranz, bevor der komplette Satz gedruckt wird.
- Bei PETG: Retraction und Drucktemperaturen sauber einstellen (stringing vermeiden).
- Für glattere Zähne: 0,12 mm Schichthöhe und höhere Druckgeschwindigkeit vermeiden.
Nachbearbeitung der Teile
45–75 minEntferne Stützstrukturen, entgrate mit Feile und Schleifpapier (beginn grob, Ende fein). Bohre Passbohrungen ggf. auf (z. B. 3,00 mm) nach, wenn Druckungen leicht eingeengt haben.
- Verwende eine feine Reibahle oder 3 mm Bohrer im Handbohrer für präzise Achslöcher.
- Zähne nur minimal schleifen – zu viel Material verändert das Profil.
- Kleine Rattergeräusche minimieren durch leichtes Schmieren (PTFE-Spray) nach dem Testlauf.
Vorab-Testaufbau (Trockenlauf)
15–30 minSetze Zahnräder lose auf Achsen und teste das Zusammenspiel der Gänge ohne Kraftübertragung an der Klappe. Prüfe Spiel, Blockaden, Überdeckungen und Achsabstände.
- Markiere Stellen mit hohem Reibungswiderstand und überarbeite diese bevor du alles befestigst.
- Bei zu viel Spiel: dünne Scheiben als Unterlegscheiben einsetzen.
Endmontage der Mechanik
30–60 minFixiere Zahnräder mittels Schrauben/Buchsen oder Epoxid. Montiere die Kurbel mit Achse (Metallstift) durch das Kurbelrad. Befestige das bewegliche Herz/Initialen-Element am vorgesehenen Gelenk/Scharnier.
- Klebe dauerhafte Verbindungen erst nach finalem Funktionstest.
- Achte beim Einsetzen der Achse auf exakte Ausrichtung, damit die Kurbel nicht klemmt.
- Bei belasteten Achsen Metallstift verwenden und ggf. an den Kontaktstellen kleine Buchsen einsetzen.
Mechanik einstellen & Schmierung
10–15 minFühre mehrere Umdrehungen durch, justiere Zahnradabstände, entferne Reibpunkte und trage eine kleine Menge PTFE-/Silikonspray auf Kontaktstellen auf (sparsam).
- Verwende kein Öl, das PLA/PETG angreift oder Staub anzieht.
- Testdauer: mind. 50–100 Umdrehungen, um Wärmeeinfluss/Setzungen zu erkennen.
Finish & Personalisierung
40–60 min (zzgl. Trockenzeiten 1–3 h)Schleife die sichtbaren Flächen glatt, grundiere und lackiere (Mehrschichtaufbau). Setze die Kurbel mit dem personalisierten Initialen-Element ein. Optional: füge eine matte Klarlackschicht hinzu.
- Zwischenschliff zwischen Lackschichten (400er Körnung) für sehr gute Optik.
- Farbkontrast bei Zahnrädern macht Mechanik zum Hingucker (z. B. schwarze Basis, goldene/rote Räder).
Einsetzen des Fotos & Endprüfung
10–20 minLege das Foto ein (Schiebemechanismus, Klemmleisten oder Magnetbefestigung), prüfe die komplette Bewegung und Verpackung (Schutzfolie, Polster).
- Foto mit einer dünnen matte Folie schützen, damit es nicht anläuft.
- Verpacke bewegliche Teile gegen Verrutschen (z. B. kleines Paket mit Schaumstoff).
Markt & Machbarkeit
180 € (Empfohlenes Einzelstück-Preisniveau als handgefertigtes mechanisches Geschenk)
≈ 25 € (Basisvariante mit PLA, Achse, Kleinteilen und Lack)
≈ 42 € (Annahme: Arbeitszeit-Kosten berücksichtigt mit 15 €/h × 8 h = 120 €; Marge = VK - Material - Arbeitskosten → 180 - 25 - 120 = 35 €)
20%6–9 Stunden (inkl. Druckzeiten und Trocknungszeiten, für erfahrenen Hobby-Maker ohne lange Design-Iterationen)
Nein
Mittel
Mittel