Mechanischer 3D-Print: Weihnachtsmann-Schlitten als Spieluhr-Illusion
Ein kleiner Schlitten mit drehender Sternscheibe (Handkurbel oder Drehknopf) erzeugt eine „bewegte“ Weihnachts-Szene – ohne Elektronik, nur durch Mechanik. Mit personalisierter Gravurplatte (Name/Datum) wird daraus ein außergewöhnliches Sammlerstück.
Produktansichten
Technische Daten
Personalisierungsoptionen
Benötigte Materialien
PLA-Filament (oder PETG) – ca. 200–300 g
200–300 g
≈ 5 € (anteilig von 1 kg ~20–25 €)
Birke-Sperrholzplatte 3 mm (Gravurplatte)
1 Stück 80 x 35 mm
≈ 2–4 €
Edelstahl-Achse / Stahldraht 3–4 mm (optional)
1 × 100 mm
≈ 3–6 €
Kleine Kugellager / Messingbuchsen (für Laufruhe)
2–4 Stück (z. B. 624ZZ oder Messingbuchsen)
≈ 4–8 €
Kleinteile: M2–M3 Schrauben, Muttern, Stifte, Unterlegscheiben
Kleines Set
≈ 2–4 €
Superkleber (cyanoacrylat) + Epoxid (kleiner Zweikomponenten)
jeweils kleine Tube
≈ 4–6 €
Feinstes Schleifpapier / Polierpaste / Finish-Lack (Klarlack oder Beize)
kleine Menge
≈ 5 €
Optional: Fertiges Wind-up-Spielwerk (mechanisch, keine Elektronik)
1 Stück (optional für echte Musik)
≈ 15–25 €
Benötigte Werkzeuge
- FDM 3D-Drucker (z. B. Prusa/Creality) mit 0,4 mm Düse
- CAD-Software (Fusion 360 / FreeCAD / Blender)
- Lasergravierer oder kleiner Fräser für Namensplatte (optional) optional
- Bohrmaschine / Handbohrer / Pin-Vise
- Feilen, Schmirgelpapier (120–320–600), Nadelfeilen
- Kurze Zangen, Spitzzange, Schraubendreher-Set
- Drehmoment-/Handkurbel (kleine Kurbel oder vormontierter Drehknopf) optional
- Lubrikant (leichtes Maschinenöl / PTFE-Spray)
- Kaliber / Schieblehre
- Wärmequelle (Heißluftpistole) – zum Nachbearbeiten von Druckverzug optional
Schritt-für-Schritt Anleitung
Schwierigkeitsgrad: Profi
Konzept & Mechanik-Skizze
30–60 MinutenSkizziere die Mechanik: Lage der Achse, Getriebeübersetzung (Drehknopf → Sternscheibe), Lage der Gravurplatte und Befestigungspunkte. Entscheide, ob ein reines Handgetriebe (Direktantrieb oder kleines Zahnradset) oder ein zugekauftes Wind-up-Spielwerk verwendet wird.
- Plane mindestens 1–2 mm Freiraum (Backlash) bei Zahnrädern für PLA.
- Überlege, ob die Kurbel an der Seite oder unten platziert werden soll (Kinderbedienung vs. Ästhetik).
3D-Modell erstellen (Schlitten, Sternscheibe, Getriebe, Achsenhaltern)
3–4 StundenModelliere alle Teile in CAD. Teile: Basisrahmen, zwei Kufen/Runner, Fahrer- bzw. Figurhalter (rein dekorativ), Sternscheibe mit dekorativen Ausschnitten, Zahnradpaar (z. B. 16/40 Zähne für moderate Übersetzung), Achshalter und Gravurplatte-Halterung.
- Nutze Standardzahnräder oder generiere Zahnräder mit bekannten Modulen (z.B. Module 0.5–0.8 für 3D-gedruckte Zahnräder).
- Achte auf Druckorientierung: Zahnräder in Ebenen drucken, Achsen mit Löchern präzise ausrichten.
Probedruck kleiner Teile / Testzahnräder
1–2 Stunden (inkl. Druck & Tests)Drucke ein Testzahnradpaar und Achshalter, um Passgenauigkeit zu testen. Überprüfe Spiel, Laufruhe und Einrasten.
- Drucke mit 0,2 mm Schichthöhe und 20–30% Infill für Zahnräder; erhöhe Infill bei stärker belasteten Teilen.
- Tausche ggf. CAD-Toleranzen: 0,2–0,4 mm Spalt für bewegliche Verbindungen bei PLA.
Druck der finalen Teile
3–6 Stunden (Druckzeit; viele Teile können parallel/über Nacht gedruckt werden)Drucke alle finalen Komponenten (Basis, Kufen, Sternscheibe, Zahnräder, Halter). Plane Druckzeit: größere Teile evtl. 3–6 Stunden gesammelt.
- Nutze Brims/Rafts nur wo nötig, um Verzugsfreiheit zu gewährleisten.
- Platziere Teile so, dass sichtbare Flächen nach oben/außen gedruckt werden, um Nacharbeit zu minimieren.
Nachbearbeitung von Drucken
1–1.5 StundenEntferne Stützstrukturen, feile Kanten, schleife stumpfe Flächen glatt. Passe Achslöcher mit Bohrer/Pin-Vise ggf. auf exakten Durchmesser an.
- Verwende 320–600er Schleifpapier für sichtbare Flächen und setze dann Klarlack ein.
- Erwärme kurze PLA-Überstände vorsichtig mit Heißluft, um eine saubere Kante zu erzielen.
Vorbereitung und Gravur der Personalisierungsplatte
30–60 MinutenSchneide die Birkenplatte zu, gravieren (Laser) oder CNC/fräsen. Falls kein Laser vorhanden, Brandmalerei oder Feinschliff + Stiftgravur.
- Für kontrastreiche Gravur: mit feinem Staub/Beize das Gravurfeld füllen und überschüssiges Material abwischen.
- Stelle sicher, dass die Gravurplatte sauber plan an der vorgesehenen Position sitzt.
Mechanische Montage
1–2 StundenMontiere Lager/Buschungen, setze Achsen ein, positioniere Zahnräder und fixiere mit Schrauben oder Sicherungsstiften. Montiere die Sternscheibe auf der Abtriebsachse.
- Verwende kleine Tropfen Epoxid, um nicht bewegliche Teile dauerhaft zu fixieren; vermeide Verklebung beweglicher Verbindungen.
- Leichte Schmierung an Zahnradachsen verbessert Laufruhe und Lebensdauer.
Feintuning & Funktionstest
30–60 MinutenTeste die Kurbelbewegung, überprüfe Übersetzung, ratternde Geräusche und gehindertes Spiel. Passe ggf. Achspositionen an, feile Passungen nach.
- Wenn Zahnräder haken: leichtes Polieren an den Spitzen oder 0,1–0,2 mm Material an der Zahnflanke entfernen.
- Bei deutlichen Vibrationen: Achsen ausrichten, Lager entgraten oder Buchsen einbauen.
Finish (Lack, Beize, Detailmalerei) & Endmontage
30–60 Minuten (+ Trocknungszeit)Lackiere oder beize Holzteile, male kleine Details (Gold/Weiß für Kanten), befestige Gravurplatte und optionale Deko (Mini-Geschenke, Figuren).
- Für haltbare Oberfläche: 2 Schichten Klarlack (je 30 min Trocknung zwischen den Schichten).
- Verwende abdeckbare Maskierung, um saubere Farbtrennungen zu erzielen.
Verpackung & Übergabe
15–30 MinutenEinlagern in Geschenkbox mit Sichtfenster oder Sammlerkiste, eine kleine Karte mit Pflegehinweisen und Bedienungsanleitung beilegen.
- Füge einen Hinweis zur Pflege (kein Wasser, nur leichtes Öl bei Achsen) bei.
- Teste das Endprodukt ein letztes Mal, dokumentiere Seriennummer/Datum für Sammlerwert.
Markt & Machbarkeit
≈ 600 € (einzelstückiger Kunsthandwerks- / Sammlerpreis mit Personalisierung)
≈ 45 € (Basismaterialien; mit optionalem Spielwerk ≈ 60–70 €)
≈ 195 € (bei Verkaufspreis 600 €, abzüglich Materialkosten ≈45 € und angenommener Arbeitsbewertung 12 h × 30 €/h = 360 € ergibt Gewinn ≈ 195 €)
33%10–15 Stunden (inkl. Druck-/Trocknungszeiten; erfahrener Handwerker)
Nein
Mittel
Mittel