FreeCAD-Anleitung: Bleistifthalter für den Einhandzirkel konstruieren

FreeCAD bei Make

Make zeigt in detaillierten Artikeln Schritt für Schritt, wie die Konstruktion eigener 3D-Objekte mit der kostenlosen Software FreeCAD gelingt.

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• Ring frei für FreeCAD

Der Einhandzirkel, dessen Konstruktion mit der kostenlosen Software FreeCAD in der Make-Ausgabe 1/21 ausführlich beschrieben wird, ist ein reiner Stechzirkel, vor allem zum Abmessen von Strecken oder Abständen geeignet. Damit sich mit dem Zirkel auch zeichnen lässt, gestalten wir noch einen seiner beiden baugleichen Schenkel – wiederum in FreeCAD – mit einfachen Grundelementen zu einem Stifthalter um. Zusammengesetzt mit einer Seite des Stechzirkels ergibt dies einen Zirkel zum Zeichnen, wobei man mit einer Rändelschraube einen beliebigen Stift im Stifthalter befestigen und einen Schlauchring zum Schutz des Stifts sowie zur Reduktion des Durchmessers des Halters einsetzen kann.

Make 1/21

Mehr zum Thema gibt es in Ausgabe 1/21 der Make.

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Öffnen Sie – nachdem Sie die Konstruktion der Grundform des Zirkels wie in Heft beschrieben abgeschlossen haben – in FreeCAD Ihre fertige Datei Zirkel.FCstd und speichern Sie sie unter dem Namen Stifthalter.FCStd. Ändern Sie die Ansicht auf die rechte Seite, indem Sie im Navigation Cube auf Right klicken (1). Kippen Sie mit gedrückter Umschalttaste die Ansicht ein wenig nach vorne. Wechseln Sie in den Part-Arbeitsbereich (2) und erzeugen Sie einen neuen Zylinder mit dem Button Einen Zylinder erstellen (3). Daraufhin erscheint ein Zylinder beim Übergang vom dreieckigen Querschnitt zum viereckigen Querschnitt des Schenkels (4), weil diese Stelle am Nullpunkt des Koordinatensystem liegt (siehe Artikel im Heft). Ändern Sie in den Eigenschaften des Zylinders den Radius auf 8,00 mm (5).

Wenn Sie nun auf das Objekt in der Baumansicht doppelklicken, erscheint eine Art Achsenkreuz mit Pfeilen und Kugeln, mit dem sich das Objekt bewegen lässt. Verschieben Sie mit der blauen Z-Achse den Zylinder solange nach oben, bis in den Eigenschaften unter Placement und Position und Z der Wert 25,00 mm erscheint (6). Ändern Sie nicht einfach den Wert in den Eigenschaften, da sich ansonsten der Bezugspunkt des Achsenkreuzes ändert. Drehen Sie den Zylinder um 90 Grad nach rechts, indem Sie mit dem roten Kegel das Objekt drehen. Nach der Drehung findet sich in den Eigenschaften unter Winkel der Wert 90,00° wieder (7). Schieben Sie den Zylinder mit dem blauen Pfeil wieder 5 Schritte nach links, worauf in den Eigenschaften unter Placement und Position den Y-Wert von 5,00 mm zu sehen ist (8). Schließen Sie den Aufgabenbereich, indem Sie auf OK drücken. Die Bohrung für den Stift in diesen Stiftring erstellen wir zu einem späteren Zeitpunkt, damit dabei gleich die Überstände des Sockels mit entfernt werden, der in Kürze zwischen dem Stiftring und dem Zirkelschenkel eingefügt wird.

Zum Fixieren des Stiftes haben wir eine Rändelschraube DIN 635 M3×8 mit niedriger Bauhöhe vorgesehen, also ohne Schaft. Erstellen Sie einen weiteren Zylinder für die Bohrung der Rändelschraube. Der Zylinder erhält einen Radius von 1,25 mm, um die Kernlochbohrung von 2,5 mm für das M3-Gewinde zu erstellen (das Gewinde selbst wird später in den fertigen 3D-Druck geschnitten). Verschieben Sie den Zylinder nach oben, indem Sie in den Eigenschaften unter Placement und Position den Z-Wert auf 26,00 mm setzen. Markieren Sie die Objekte mit dem Namen Zylinder und Zylinder001 (9) von oben nach unten mit gedrückter Steuerungstaste und drücken Sie den Button Schneidet zwei Formen (10), woraufhin die Bohrung entsteht. Ein weiterer Zylinder mit dem Radius von 5 mm und der Höhe von 23 mm ergibt den Sockel des Stifthalters (nicht irritiert sein, dieser Zylinder ist in den folgenden zwei Bildern ausgeblendet).

Um den Stiftring jetzt in dem richtigen Winkel zu positionieren, doppelklicken Sie auf das Objekt mit dem Namen Cut (11).

Ändern Sie in den Aufgaben die Drehung der Schrittweite auf 5,00° (12). Bestätigen Sie nicht mit OK, sondern drehen Sie mit dem roten Ball (13) den Zylinder 4 Schritte nach links. Schieben Sie mit dem grünen Pfeil (14) den Zylinder mit 7 Schritten wieder auf den Sockel zurück, bis er wieder richtig über dem Sockel sitzt, wie im übernächsten Bild zu sehen. Verlassen Sie dann das Aufgabenfenster mit OK (15).

Der Zylinder soll nun in den Eigenschaften einen Winkel von 20° haben (16).

Jetzt wollen wir noch die Spitze des Zirkels entfernen. Erstellen Sie dazu einen Würfel, der in den Eigenschaften unter Box die Werte Lenght von 20,00 mm und Width von 100,00 mm erhält (17). Passen Sie die Position an, indem Sie unter Placement sowie Position und X den Wert -10,00 mm und bei Y den Wert von -100,00 mm angeben. Der Würfel bedeckt die Zirkelspitze jetzt vollständig und ragt in die Hälfte des Sockels hinein (18). Wenn Sie jetzt in der Baumansicht das Zirkelobjekt mit dem Namen Body und Würfel mit gedrückter Steuerungstaste markieren und den Button Schneidet zwei Formen drücken (19), entfernen Sie die Zirkelspitze. Der Sockel bleibt mit seiner Rundung hingegen vollständig erhalten. Vereinigen Sie den Sockel und den Stiftring, indem Sie mit gedrückter Steuerungstaste Cut und Zylinder002 markieren (20) und den Button Vereinigt mehrere Formen drücken (21).

Erstellen Sie einen weiteren Zylinder für die Bohrung des Stiftes. Dieser ist erstmal verdeckt und daher nicht sichtbar, deshalb blenden Sie den Sockel mit dem Namen Fusion mit der Leertaste aus (22). Ändern Sie den Radius in 5 mm und die Höhe (Height) in 15,00 mm (23). Doppelklicken Sie auf den Zylinder und schieben ihn jetzt mit der blauen Pfeiltaste nach oben und blenden den Sockel mit der Leertaste in der Baumansicht wieder ein. Doppelklicken Sie wieder auf den Zylinder und schieben Sie ihn über den roten Ball in den richtigen Winkel und mittels der Pfeile in die richtige Position, sodass er in der Mitte des Stiftringes sitzt und an beiden Enden hinausragt (24).

Markieren Sie in der Baumansicht die beiden Zylinder Fusion (22) und Zylinder003 (25) mit der Steuerungstaste von oben nach unten und drücken Sie den Button Schneidet zwei Formen (26), woraufhin ein Ring mit dem Namen Cut002 entsteht. Markieren Sie die beiden Objekte Cut001 und Cut002 in der Baumansicht mit der Steuerungstaste und vereinigen Sie sie zu einem Objekt, indem Sie den Button Vereinigt mehrere Formen drücken (27).

Für den Export im STL-Format markieren Sie das Objekt mit dem Namen Fusion001 (28) und exportieren Sie es in der Menüleiste unter Datei/Exportieren….

Wie man ein Gewinde in das Loch im Stiftring schneidet und welche Erfahrungen wir beim 3D-Druck unseres Zirkels und des Stifthalters gesammelt haben, lesen Sie in einem eigenen Online-Artikel.

• Denn vollständigen Artikel zur 3D-Konstruktion des Einhandzirkels mit der kostenlosen Software FreeCAD lesen Sie in der Make-Ausgabe 1/21 ab Seite 128.

(pek)