CAD-Projekt: Der irre Fidget Spinner zum 3D-Drucken

Instructables ist eine Website, auf der Bastler Projekte zum Nachbauen präsentieren. Dort fand ich kürzlich das Projekt „Odd Looking, Balanced Fidget Spinner“ von Hernü Viljoen, das mich nicht losließ, bis ich es in SolidWorks umgesetzt hatte. Statt auf Holz und Messing setzte ich bei der Umsetzung auf 3D-Druck und Kugellagerkugeln.

Der „irre Fidget Spinner“ wurde in SolidWorks 2017 aufgebaut.

Viljoen benutzt eine Excel-Tabelle, um die Massenträgheit von dreien der vier Gewichte zu berechnen und positioniert das vierte Gewicht so, dass es die anderen drei ausbalanciert. In der Tabelle lassen sich für die drei ersten Metallstücke das Gewicht sowie die Polarkoordinaten – also die Entfernung zum Mittelpunkt und die Winkelposition im Kreis um den Mittelpunkt – definieren. Das vierte Gewicht liegt fest bei 0 Grad, das Gewicht dieses Metallstücks muss ebenfalls angegeben werden, dann berechnet Excel die notwendige Entfernung zum Mittelpunkt, um den Spinner auszubalancieren.

Meine „Leistung“ bestand nun lediglich darin, dieses Excel-Sheet in ein SolidWorks-Modell einzubauen. Statt Abschnitten einer Messingstange benutze ich Kugellagerkugeln, meine Erweiterung der Tabelle berechnet das Gewicht der vier Kugeln anhand des Durchmessers. Man stellt im SolidWorks-Modell unter Konfiguration – Tabelle die Winkel und Entfernungen zum Mittelpunkt von Kugel 1-3 sowie alle Kugeldurchmesser ein, dann wird berechnet, in welchem Abstand vom Zentrum Kugel 4 positioniert sein muss, damit der Spinner ausgewuchtet ist.

Eine Excel-Tabelle berechnet die Massenträgkeitsmomente der Kugeln und sorgt für Balance.

Mit diesen Werten passt SolidWorks dann die Geometrie des Spinners an. Der Körper des Spinners besteht im Modell aus zwei Hälften, damit die Kugeln in die kugelförmigen Fassungen eingelegt werden können. Die beiden Hälften verklebt man nach dem Druck mit Sekundenkleber. Um die beiden Hälften für den 3D-Druck zu exportieren, bitte eines der Volumenmodelle markieren, bei „Speichern unter“ STL auswählen und die folgende Frage, ob alle Körper oder nur der markierte ausgegeben werden sollen, die zweite Auswahl aktivieren.

Zwei Tipps noch: Sind zwei Kugeln in Bezug auf ihren Winkel zu nahe beieinander, kann das Modell nicht berechnet werden, weil dann die Radien zwischen den Armen nicht mehr zwischen diese hineinpassen und die Randbedingungen nicht mehr erfüllt werden können. Und allzu unterschiedliche Kugelgrößen führen zu einem Spinner mit einem großen „Zacken“, der nicht mehr vernünftig „gesponnen“ werden kann. Ansonsten wünsche ich viel Spaß mit dem „verrückten Fidget Spinner“!

Hier kann das SolidWorks-Modell heruntergeladen werden (SolidWorks 2017, gezippt)

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