Ich bin ja seit 35 Jahren Vorstand eines Schützenvereins. Und unlängst wurde uns eine Luftpistole gespendet die wir als Vereinswaffe für Linkshänder nutzen wollen. Also habe ich vor etwa 8 Tagen einen Linksgriff für das Ding bestellt und seitdem warten wir. Schlecht, denn die Person die das nutzen will möchte gerne am Samstag auf dem Oktoberfestschießen mitmachen. Also Zeit für einen 3D-Druck.

Wenn man ein wenig im Internet stöbert, dann findet man Meshpro-Griffe die wie das Foto zeigt wohl auch am 3D-Drucker erstellt wurden. Und da der Preis dieser Griffe sehr hoch ist habe ich mir gedacht, so was schaffe ich auch irgendwie, immerhin habe ich ja einen 3D-Drucker.

Der kleine Konstrukteur

Das meiste was bei mir für den 3D-Drucker entsteht wird mit FreeCAD konstruiert. Was allerdings in diesem Fall eine echte Herausforderung ist, denn so ein Handgriff besteht aus geschwungenen Flächen und ist nicht einfach durch das Zusammensetzen von Grundkörpern zu erstellen.

Blockarbeit

Im ersten Aufschlag habe ich meine Luftpistole fotografiert und dann das Profil von der Seite nachgezeichnet und extrudiert, so dass ich einen virtuellen Block habe aus dem ich wie ein Bildhauer den Griff herausarbeiten kann. Soweit jedenfalls zur Theorie.

An der Stelle also erst mal Sackgasse. Nun gut auf zum zweiten Aufschlag.

Konstruktion Schritt für Schritt

Also habe ich mir überlegt, ich könne ja die Konstruktion Stück für Stück machen, erst mal das untere Teil wo die Handballenauflage angeschraubt wird und dann oben den Griff als „Formkröper“ extrudieren.

Dann war die Idee, eine weiteres Teil zu konstruieren welches ganz vereinfacht die Hand darstellt und diese diesen Block umgreifen zu lassen um dann durch die Differenz von Block und Hand die Griffmulden für die Finger zu bekommen. Und später vielleicht auch die Mulde für den Daumenballen.

Um das möglichst realistisch zu modellieren habe ich die Informationen der Seite „Handanatomie für Künstler“ genutzt, die auch die Proportionen wie die Länge der einzelnen Fingerglieder beschreibt.

Gesagt getan und nach vielen Stunden war ich dann so weit, dass ich schon mal ganz ansehnliche Fingermulden hatte, aber dann an einer Differenzoperation scheiterte die einfach nicht so wollte wie sie sollte.

3D-Scan?

An der Stelle war ich langsam am Verzweifeln, denn so viele 3D-Konstruktionsprogramme gibt es ja nicht und für jedes Programm gilt auch weiterhin der Spruch „A fool with a tool is still a fool“. Sprich, das Thema wäre vom Modellieren eine perfekte Aufgabe für Blender (inklusive Hand mit virtellen Knochen) aber meine letzten Experimente mit Blender sind auch schon ein paar Jahre her. Ich weiß zwar, was ich machen wiil, aber nicht WIE ich es mit Blender machen muss.

Also habe ich mir gesagt, jetzt probieren wir einfach mal 3D-Scan. Es gibt ja eine Menge Smartphone-Apps die behaupten sie hätten das drauf.

Also habe ich mir mal die Reality Scan App auf mein Smartphone installiert und dann angefangen zu experimentieren. Der erste Aufschlag mit ein paar Fotos aus der Hand war nicht wirklich brauchbar, damit war schnell klar, dass ich erst mal einen Drehteller brauche.

Das nächste Setup ist also der zu scannende Griff auf dem Drehteller, das Smartphone am Stativ mit fixer Position und dann automatisches Fotografieren während man am Drehteller dreht um das Modell dann von allen Seiten fotografiert zu haben. Daraus kann dann die App ein 3D-Abbild dessen machen was in den vielen Fotos zu sehen ist.

Das war mein zweiter Versuch, der schon recht vielversprechend war, allerdings noch mit ein wenig „Bodenfläche“ und außerdem gab es vorne im Griff ein kleines Loch. Das war aber für mich kein Hindernis um mal eine Proof of Concept zu drucken. Also „Export 3D Model“, dann bekommt man eine ZIP und in der ist eine Datei „model.glb“.

Tja und nun muss man aus der GLB-Datei eine STL für den 3D-Druck basteln. Zum Glück gibt es Online-Konverter denen man die ZIP hinwirft und die dann eine STL zurück geben.

Also das mal auf den Drucker gepackt und ausgedruckt. vor allem wollte ich sehen, wie das „Fuzzy Skin“ kommt um eine rauhe Oberfläche zu erhalten.

Das ist doch schon mal ein kleines Erfolgserlebnis. Also habe ich heute den dritten Scan gemacht, der Drehteller hat eine weiße Auflage bekommen um den Kontrast zu verbessern und außerdem habe ich 3 Umdrehungen gemacht und nach jeder Runde die Kamerapostion in der Höhe verändert, so dass man mehrere Perspektiven hat.

Was dann raus kam war schon sehr gut, viele Details und kein „Teppich“ am Boden:

Bis jetzt ist das alles noch ein „Rechtsgriff“, denn ich habe ja meinen Griff gescannt. Um aus dem Rechtsgriff einen Linksgriff zu machen muss man theoretisch nur den Griff entlang der X-Achse spiegeln. In der Praxis ist aber dennoch ein wenig Nachbearbeitung notwenidg, denn an der Pistole sind 2 Einstellschrauben mit Rändeln zur Feinjustage der Visierung und die haben ihre Ausschnitte am Rechtsgriff, d.h. wenn ich den spiegele sind die Schrauben aber nicht mit gespiegelt, denn die sind ja fix an der Pistole. Also habe ich oben ein wenig abgeschnitten, damit die Schrauben auf beiden Seiten Platz haben.

Überhaupt ist auch nach dem Scannene einiges an Arbeit angesagt. Das Modell in der STL ist winzig, das muss man im Slicer erst mal um etwa den Faktor 5000 vegrößern. Dann heißt es „Feineinstellung“ und eine Kante mit bekannter Länge im Slicer und am Modell messen um zu sehen, welche Skalierung im Slicher eingestelt werden muss um das Modell in der passenden Größe zu haben.

Ein weiteres Problem ist, dass der Scan etliche Zigtausend „Faces“ hat, also die kleinen Dreiecke die das Oberflächenetz beschreiben. Beim gescannten Modell sind das etwa 50000 Faces. Hier kommt dann das Programm Meshlab ins Spiel das jede Menge Werkzeuge enthält um so ein gescanntes Modell zu bearbeiten. Man kann die Anzahl der „Faces“ reduzieren und Oberflächen „smooth“ machen, also glätten. Ich habe damit die Faces auf 10.000 reduziert und die Oberflächen geglättet.

Und auch in Mashlab bin ich momentan nur der Fool with the Tool, aber immerhin habe ich ein brauchbares Modell raus bekommen. Um daraus einen funktionierenden Pistolengriff zu drucken muss wieder CAD ran, also Nachbearbeiten des Modells.

FreeCAD kann das theoretisch, aber wenn man ein Modell mit 10.000 Faces hat, dann dauert jede Operation im Part Design eine halbe Ewigkeit, weil FreeCAD alles sofort berechnen und anzeigen will.

Also bin ich auf openSCAD augewichen. Dort kann ich die STL problemlos importieren und kann dann die diversen Konstruktionen machen die noch notwenig sind, also unten am Griff die Schlitze für die Schrauben der Hanballen-Auflage. Und schlielich muss auch noch die „Pistole“ mit ihrem Montagegestänge modelliert und vom 3D-Modell „abgezogen“ werden.

Das ging in openSCAD sehr schnell, durch Kombination und Differenzen von ein paar Grundkörpern. Am Ende dann „rendern“ und die STL exportieren. Hier zeigte sich dann aber, dass auch openSCAD nicht 100% perfekt ist, das Loch in welches die Montagestange gesteckt wird wurde nicht richtig exportiert, wohl weil der Scan hier auch schon ein Loch hatte.

Kein Problem, also habe ich das Loch im Scan erst mal mit einem Zylinder gefüllt und dann die Montagestand mit allen Schrauben und Beilagscheiben abgezogen. Ein wenig ausprobieren weil man in FreeCAD ja nichts mit der Maus schieben kann sondern Koordinaten angeben muss. Aber man kann sich hintasten und irgendwann passt es.

Damit ist der Griff nun tatsächlich druckbar. Braunes Polymaker-Filament in den Drucker, 50% Infill und morgen früh sollte der Griff dann soweit fertig sein. Dann kann ich schauen, ob er montierbar ist und noch die Handballenauflage modellieren, was aber eher einfach sein dürfte.