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Eigene Cube-Inserts entwerfen

Diataxis: How-To (konkrete Aufgabe) + Reference (Maße) Zielgruppe: Maker, Industrie, Entwickler*innen, Forschende – alle mit 3D-Drucker und Grundkenntnissen in CAD oder OpenSCAD/FreeCAD.

Wann brauche ich ein eigenes Insert?​

Leitfragen: Welchen Anwendungsfall deckt kein Standard-Insert ab? Will ich eine eigene Linse, einen Sensor, ein Probenhalter-Sonderformat oder einen Aktor integrieren?

Beispiele aus der Community:

  • Halter für eine nicht-standardisierte Linse (z. B. 40 mm Durchmesser statt 25 mm)
  • Probenhalter für Mikrotiterplatten
  • Integrierter Temperatursensor für Inkubations-Experimente
  • Custom-Strahlteiler für eine andere Wellenlänge

1. Maße und Toleranzen (Reference)​

ParameterWertHinweis
Cube-Innenmaß49,0 × 49,0 × 49,0 mmNach Druckschrumpfung ca. 49,2–49,4 mm → Insert muss Spiel haben
Insert-Außenmaß (Standard)48,0 × 48,0 × (variabel) mm0,5 mm Spiel auf jeder Seite
Optische Achse (Mitte)25,0 mm ab Cube-BodenGilt für alle Puzzle-Baseplate-Setups
Schrauben­abstand (Gehäuse)40 mm LochkreisM3, 4 Schrauben
Lichtapertur (offen)ø 20 mmStandard; anpassbar je nach Insert
RMS-Gewinde (Objektiv)0,8"-36 UNSNur für Objektivinserts
C-Mount1"-32 UNSNur für Kamera-/Tubuslinsencubes

CAD-Referenz: Alle Maßzeichnungen und STEP-Dateien sind im UC2-Toolbox-Repository auf GitHub verfügbar (openUC2/UC2-GIT).

2. Schritt-für-Schritt: Insert entwerfen (How-To)​

Schritt 1 – Vorlage laden​

Leitfragen: Welche CAD-Software nutze ich? Habe ich Erfahrung mit FreeCAD, Fusion 360, OpenSCAD oder Onshape?

Empfehlung: FreeCAD (OpenSource) oder Fusion 360 (kostenlos für Bildung).

  1. Repository klonen: git clone https://github.com/openUC2/UC2-GIT
  2. Ordner CAD/CUBE_INSERT/ öffnen.
  3. Vorlage CUBE_INSERT_TEMPLATE.FCStd (FreeCAD) laden.

Schritt 2 – Vorlage anpassen​

Leitfragen: Was soll ins Insert? Welche Bohrungen, Schnitte, Gewinde brauche ich?

  • Das Template enthält bereits die korrekten Außenmaße und Montagebohrungen.
  • Füge deine eigene Geometrie im Inneren hinzu (Bohrung für Linse, Haltenase, …).
  • Beachte: Die optische Achse liegt bei Y = 25 mm ab Unterkante.

Schritt 3 – STL exportieren​

  1. In FreeCAD: Datei → Exportieren → STL.
  2. Qualität: 0,1 mm Abweichung (reicht für FDM).
  3. Dateiname-Konvention: UC2_INSERT_<Kurzname>_v<Version>.stl

Schritt 4 – Drucken​

ParameterEmpfehlungBegründung
MaterialPETGDimensionsstabiler als PLA; kein Warping bei ABS
Schicht­höhe0,2 mmGutes Detail für Einrastnasen
Füllung20–30 %Reicht für mechanische Stabilität
SupportsNur wenn nötigVermeiden an optischen Lichtöffnungen
Toleranz-Offset+0,2 mm auf AußenmaßeKompensiert Drucküberhang

Schritt 5 – Montieren und Testen​

  1. Insert in Cube einlegen (s. cube-mechanics.md).
  2. Optisch prüfen: Liegt die optische Achse mittig?
  3. Mechanisch prüfen: Insert sitzt spielfrei, ohne zu klemmen.
  4. Falls nötig: Maße iterativ anpassen (±0,1 mm).

3. Design-Checkliste​

Vor dem Drucken:

  • Außenmaß ≤ 48,0 mm auf allen Seiten?
  • Optische Öffnung auf der richtigen Achse (Y = 25 mm)?
  • Montagebohrungen passend (M3, 40 mm Lochkreis)?
  • Orientierungsmarkierung (Pfeil oder abgeflachte Kante) vorhanden?
  • STL in mm exportiert (nicht cm!)?
  • Gedrucktes Insert bei Raumtemperatur abgekühlt, bevor gemessen wird?

4. Beitragen (Community)​

Gut getestete Inserts können ins UC2-Repository beigetragen werden:

  1. Fork von openUC2/UC2-GIT.
  2. Insert unter CAD/CUBE_INSERT/<Kurzname>/ ablegen (CAD + STL + README.md).
  3. Pull Request mit kurzer Beschreibung: Zweck, getestetes Material, verwendete Box.