Folientaster selbstgemacht – von Hand oder mit der Maschine
Seite 3: Drei Wege, Folien zu prägen
Auf der Suche nach einem einfachen Verfahren kam uns die Idee, Ziernägel für die Prägung der Polyesterfolien zu verwenden. Sie haben eine ideale Größe und kuppelartige Form, die sich als Prägestempel für die Herstellung der Polydome-Schicht einsetzen lässt. Für die thermische Verformung müssen wir den Nagel nur noch erhitzen und auf eine geeignete Folie drücken. Die Schicht kann nach Bedarf mit einer bedruckten Folie um grafische Elemente ergänzt werden. Je nach gewähltem Verfahren sollte man jedoch mit den Materialien und Rahmenbedingungen etwas experimentieren. Die von uns entwickelten Dateien für die Prägemaschinen gibt es auf unserer Webseite zum Download – je nach Eigenbau müssen sie gegebenenfalls angepasst werden.
Manuelle Prägung
Um den Ziernagel kontrolliert für die thermische Prägung zu erhitzen, bietet sich die Verwendung eines niedrig temperierten Lötkolbens an. Dazu haben wir die Lötspitze in einem temperaturgeregelten Lötkolben gegen den Ziernagel ausgetauscht. Sofern der eigene Lötkolben keine Schraubvorrichtung besitzt, kann man auch eine kostengünstige Lötspitze aufbohren und ein Ziernagel einschlagen.
Der modifizierte Lötkolben sollte nun auf etwa 100°C erhitzt und vier Sekunden senkrecht auf die Folie gedrückt werden. Es empfiehlt sich, einen Abstandshalter (zum Beispiel eine Schraubenmutter oder eine Platte mit einer Aussparung) unter die Folie zu legen, sodass die Prägung korrekt durchgeführt werden kann. Für die Herstellung bedarf es etwas Übung und Feinjustierungen der Temperatur, Prägezeit und -tiefe. Wir haben die thermische Verformung mit unterschiedlichen Folien und Temperaturen ausprobiert. Die besten Ergebnisse erzielten wir mit einer 0,15 mm dicken Leitz 4100 Folie.
Bau einer Prägemaschine
Um höhere Reproduzierbarkeit und eine immer gleichbleibende Qualität der Polydome-Schicht zu erreichen, haben wir zudem eine Prägemaschine gebaut, welche auf Knopfdruck (oder per Fußschalter) den modifizierten Lötkolben in einem festgelegten Zeitfenster absenkt und wieder hochfahren lässt. Der technische Aufbau der thermischen Prägemaschine ist bewusst einfach gehalten. Wir verwenden einen Arduino Mega, der nach dem Betätigen eines Tasters die Schrittmotorensteuerung startet. Die 3D-gedruckte Linearführung, die den modifizierten Lötkolben hält, wird daraufhin vom Schrittmotor abgesenkt und nach etwa vier Sekunden wieder hochgefahren. So muss nur noch die Folie an die passende Position geschoben werden.
Einfache Prägemaschine für Folientaster (4 Bilder)
Durch die Verwendung der Maschine lassen sich Timing-Probleme und falsche Halte- oder Druckpositionen der manuellen Prägung nahezu gänzlich ausschließen. Wer seine Maschine noch erweitern möchte, kann diese mit einem selbstgebauten Lötkolben samt Temperatursteuerung ausstatten und ein kleines grafisches Interface zur Feinjustierung realisieren. Natürlich sind auch die Gestaltungsräume für die Linearführung groß und individualisierbar.
Prägung mittels eines 3D-Druckers oder Portalroboters
Um die Herstellung komplexer Designs bei den Prägepositionen weiter zu automatisieren, haben wir zudem den Umbau eines 3D-Druckers getestet. Dazu haben wir das Filament entfernt, einen Druckkopf (Nozzle) mit einem Ziernagel modifiziert, den Filament-Sensor deaktiviert, eine Folie mit Abstandshalter sehr fest über das Heizbett gespannt und die Extruder-Temperatur auf 100°C eingestellt. Spezieller G-code steuert alle Bewegungen wie das Absenken und Hochfahrens des modifizierten „Präge-Extruders“.
Wer sich für diese Herstellungsmethode interessiert, sollte sich darüber im Klaren sein, dass die Modifikation eines 3D-Druckers und das Experimentieren mit selbst geschriebenen G-code Unfall- und Beschädigungsrisiken birgt. Wer nicht gleich seinen 3D-Drucker umbauen möchte, kann auch einen XY-Portalroboter (z.B. einen selbstgebauten MaXYposi) mit einem senkbaren Lötkolben ergänzen.
