Abbildung 5: Beim endgültigen Modell des Gehäuses galt es, einige Kompromisse einzugehen, um Stabilität und die Abwärme der Komponenten zu berücksichtigen.
Abbildung 6: Der Deckel zum Gehäuse braucht einen entsprechenden Mechanismus, der ein gelegentliches Öffnen des Gehäuses einfach macht.
Die Kabel verschwinden teilweise im Gehäuse und finden erst dort ihren Anschluss. Das ist zwar nicht optimal, aber anders geht es nicht. Die Farben in Abbildung 5 stellen übrigens unabhängige Teile der Gesamtkonstruktion dar und wurden nur zur einfacheren Identifikation unterschiedlich eingefärbt. Per Gruppierung fassen Sie vor dem Export des 3D-Modells alle Teile zusammen, der Druck erfolgt dann einfarbig.
Sitzt, wackelt (nicht) und hat Luft
Die optimale Befestigung des Deckels auf dem Unterteil erweist sich als nicht eben trivial. Zur Wahl stehen verschiedene Möglichkeiten, wie etwa kleine Schrauben mit selbst schneidendem Gewinde, durchgehende Schrauben, die Sie unten mit einer Mutter kontern, oder Schnappverschlüsse. Alle Varianten weisen spezifische Vor- und Nachteile auf. Hier gilt es zu bedenken, wie oft Sie das Gehäuse öffnen und wieder verschließen müssen. In unserem Beispiel blieb es bei einfachen Steckern, die in schmale Schlitze hineinpassen.
Die Unterteil selbst steht auf kleinen Füßen, was zusammen mit den großzügig verteilten Löchern die Belüftung des Gehäuses sicherstellt. Die Halterungen für den USB-Hub und die Festplatte bestehen aus separat erstellten Quadern. Erst bei der Montage kommen diese an die richtigen Stellen des Gehäuses.
Dank millimetergenauer Eingabe der Positionen stellt das aber kein Problem dar, solange Sie nicht den Überblick über die diversen Maße und Abstände verlieren. Letztere sind bewusst etwas großzügig ausgelegt, zum Beispiel mit 10 statt tatsächlichen 9,5 Millimeter für die Höhe der Festplatte. Diese Vorsichtsmaßnahme verhindert Frust bei ungenauem Druck und ermöglicht außerdem das Entkoppeln per Einlage aus Gummi oder Filz.
Auch kleinere Modifikationen lassen sich leicht einarbeiten: Möchten Sie etwa einen kleinen Bildschirm integrieren, schneiden Sie den Deckel aus Abbildung 6 einfach entsprechend aus. Das vorgestellte Design auf Tinkercad ist öffentlich [6]. Haben Sie dort einen Account, dürfen Sie es einfach klonen, anpassen und damit weiterarbeiten.
Vom Design her wären übrigens durchaus noch andere Lösungen denkbar: Ein modularer Ansatz etwa schneidet das Gehäuse in drei Ebenen (USB-Hub, Festplatte und Raspberry Pi). Damit gäbe es keine Überhänge mehr, und falls keine Festplatte verbaut werden muss, kann der mittlere Teil einfach entfallen. Als Nachteil dieses Ansatzes sticht die Notwendigkeit ins Auge, die gedruckten Ebenen am Ende sauber zu verkleben.
Knifflige Details und allerlei Nacharbeiten
So weit die Theorie aus der Sicht eines Laien. Drucktechnisch macht das Projekt, so wie es ist, Probleme: 3D-Drucker haben Schwierigkeiten mit Überhängen, und schon die Bodenplatte unseres Designs stellt technisch gesehen wegen der 2 Millimeter hohen Füße einen einzigen großen Überhang dar.
Beim Ausdruck kommt dafür in den “Lücken” – also praktisch vollflächig – zusätzliches Material zum Stützen zum Einsatz. Das treibt den Preis in die Höhe. Zudem fällt das Ergebnis dadurch nicht so sauber aus wie ohne diese Strukturen, da der Dienstleister sie erst mitdrucken und dann wieder entfernt muss.
An dieser Stelle erweist es sich als entscheidend, wie gut der gewählte Dienstleister Sie bei der Konstruktion hinsichtlich des Designs unterstützt; Erfahrung spielt dabei eine tragende Rolle. Das vorliegende Gehäuse hat “Markus’ Hub” [7] aus München gedruckt und dabei im Vorfeld entscheidenden Input gegeben.
Die Lösung des geschilderten Problems brachte ein einfacher Kniff, den man aber erst einmal kennen muss: Die kritischen Überhänge für die Festplatte (die grünen Balken in Abbildung 5) und den Raspberry Pi (gelb) im Inneren wurden getrennt gedruckt und erst anschließend an die richtige Stelle ins Gehäuse eingeklebt. Das spart reichlich Material und damit erheblich Kosten. Zur Unterstützung kommen dafür Fasen als Auflage für die Balken in das Gehäuse (Abbildung 7).
Abbildung 7: Die Einzelteile des fertigen Gehäuses nach dem Druck.
Nach der Lieferung des Ergebnisses ist naturgemäß die Spannung am größten: Passt alles zusammen? Hat der Druck genau genug geklappt? Letzteres ist letztlich auch eine Frage des Preises, denn mit der Genauigkeit steigen die Kosten. Zum Glück war hier die Nacharbeit nicht aufwendig: Einzelne Balken fielen einen Tick zu lang aus, aber das spielte sich alles im Rahmen der erwarteten Genauigkeit ab und war mit einem scharfen Messer einfach zu beheben.
Eine Sache sollten Sie beim Design nicht vergessen, nämlich Löcher für eine Sicht auf die beiden LEDs des Raspberry Pi anzubringen. Übersehen Sie das doch, so wie wir, lässt sich das Problem dank des dünnen Materials aber per Bohrer schnell beheben. Apropos dünnes Material: Eine Wanddicke von 1 Millimeter hat im Test gerade so funktioniert – als stabil lässt sich das Gehäuse aber nicht bezeichnen.
Dennoch überzeugt das Ergebnis: Der Raspberry Pi verschwindet samt USB-Hub und Festplatte in einem durchaus ansehnlichen, kompakten Gehäuse. Dank eines kleinen WLAN-Dongles, der innen direkt am Pi andockt, führt lediglich das Stromkabel des aktiven Hubs nach außen (Abbildung 8).
Abbildung 8: Alle Komponenten haben im fertigen Gehäuse ausreichend Platz.
Fazit: Mehr Aufwand und viel Spaß
Das RasPi-Eigenheim nach Maß verursacht zweifellos mehr Aufwand als ein Pi-Case von der Stange. Insbesondere die Suche nach passenden Komponenten und Kabeln fällt nicht immer ganz leicht. Das Tüfteln am eigenen Design allerdings garantiert einen sehr hohen Spaßfaktor – wer Lego liebt, schätzt die vielen zusätzlichen Freiheiten, die CAD bietet.
