Neuer Shishakopf vom eigenen 3D Design zum fertigen Prototypen mit 3D Druckdienstleistern

Ich bin leidenschaftlicher Shisharaucher und mein Kollege Tibor auch, denn Tibor ist mein Experte, was das Designen von eigenen 3D-Designs angeht, denn er hat beruflich viel mit 3D Druck und dem Designen von gerade auch sehr organischen Hilfsmitteln zu tun hat.

Jetzt stellt sich die Frage, wie kann man einen Shishakopf, ein Produkt, dass sich in den letzten Jahren recht wenig innovativ weiterentwickelt hat, vielleicht mal abgesehen vom Silikonkopf und dem Kaloud Lotus ist der Tonkopf immer noch der Tonkopf der Maßstab aller Dinge, der Grund ist relativ klar: Temperatur Management und Preis. Ton ist nicht sonderlich teuer und lässt sich gut verarbeiten, es ist hitzebeständig und kann die Temperatur gut halten. Doch insgesamt hat sich wirklich viel in den letzten Jahren in den folgenden Gebieten entwickelt:

• Hitzemanagement (Aufsatz)
• E-Shisha Kopf
• Molassefänger

Der Gedanke, was man an einem Shishakopf verändern kann?

Also habe ich angefangen mich mal mehr mit dem Thema optimale Temperaturen für den Geschmack von Shishatabak zu beschäftigen. Tja, das sieht dann wie folgt aus:

• 100–120 °C = maximaler Geschmack (ohne bittere Nebenstoffe)
• 120–135 °C = intensiver Geschmack, mehr Rauch, leichte Einbußen im Aroma
• 140 °C = eher für Cloud-Chasing, aber Verlust von Nuancen

Jetzt haben wir die Temperatur und wie geht es weiter? Klar ist, dass ein Einloch Kopf die beste Wahl ist, da so die Molasse nicht verloren geht, die als Geschmacksträger essenziell ist. Der Tabak sollte auch möglichst locker im Kopf liegen, um so die beste Temperaturverteilung durch das Hineinziehen der Luft zu gewährleisten.

Als Nächstes stellt man sich also weitere Fragen:

• Wie hält man den Kopf über eine Session von 1.5 Std. mit mehreren Personen warm?
• Welches Material kommt in Frage?
• Wie halten wir die Temperatur im Kopf?
• Wie stellt man den Shishakopf her?

Die Form steht: Es wird also ein Phunnel Kopf! Denn die Vorteile liegen klar auf der Hand:

• Keine Molasse tropft in die Bowl
• Reiner Geschmack, kein „Durchzieheffekt“
• Kein „Shisha-Schmand“ im Wasser
• Einfach zu reinigen

Wie halten wir die Temperatur im Kopf?

Innovation heißt ja im wesentlichen Neudenken. Also geht unser Ansatz davon aus, die Kohlen nicht von oben auf den Kopf zu setzen, sondern diese von unten zu platzieren, denn die entstehende Wärme steigt nach oben und wärmt den Kopf auf und hält ihn auch bei sinkender Kohlengröße höher, in der Theorie entsteht daraus ein weiterer Vorteil:

• Kohlen können einfacher die Asche auf den Kohleteller verteilen und haben dadurch eine höhere Temperatur
• Die Luft von unten in den Kopf zu führen, hilft den Tabak besser mit Luft zu versorgen
• 360° Luftdurchfluss möglich

Welche Materialeigenschaften bringen verschiedene klassische Materialien mit sich?

Wir haben nur keinen Plan von der Verarbeitung von Ton oder Keramik und bei Makemeamaker geht es ja wohl mehr oder weniger auch um ein ganz anderes Thema, unter anderem eben 3D Druck, welche Materialien kann man da denn eventuell verwenden? Genau! Metall!

• Aluminium
• Titan
• Stahl

Okay. Gut. Wir haben also 3 Materialien, die infrage kommen können, aber Stahl ist schon einmal direkt raus, wegen seiner Wärmeleitfähigkeiten. Die Kosten von Titan sind einfach widerlich, also fällt auch Titan vom Tisch. Was bleibt: Aluminium.

Die Eigenschaften von Aluminium (AlSi10Mg)

Das Material wird sich bei konzentrierter Strahlung über 400–500 °C an der Oberfläche deutlich aufheizen, aber:

• Kein Schmelzen – Nur leichte Oxidation möglich
• Eventuell Verzug oder Strukturveränderung bei sehr dünnen Wandungen (<1,5 mm)

Der Kopf muss also an vielen Stellen clever gedacht werden, wie der Abstand ist zur Wand, wie die Kammer aussieht für die Kohlen und wie warm die Luft ist, die in den Kopf geht. Also muss man sich jetzt fragen: Der Kopf ist oben offen? Was tut man hier? Na ja, wir haben hier verschiedene Optionen:

• Oben mit einer Platte abdichten
• Platte mit Lüftungsschlitzen
• komplett offen

Warum kein CNC?

Mit der CNC könnten die bestimmten Inhalte auf der Innenseite des 3D Modells nicht gut abgearbeitet werden. Hier sind wir mit dem 3D Druck einfach flexibler und bekommen Möglichkeiten das Ganze umzusetzen.

Temperaturmanagement des Kopfes

Was haben wir uns für den Kopf ein paar Gedanken gemacht, die Luftschlitze im Inneren des Kopfes ziehen die Luft in drei Kammern in den Kopf, dadurch erhoffen wir uns, dass wir den Tabak dann auch in 3 Kammern anders von der Hitze gesteuert werden kann. Wir hatten auch den Gedanken, dass man bis zu drei verschiedene Sorten Tabak mit Wärme versorgen kann. Oben auf dem Kopf liegt eine Stahlplatte, die mit Öffnungen versehen ist und wie bei einem klassischen Hitzemanagement mehr oder weniger Luft hinzukommen lässt. Auch haben die Kohlen im Träger unten etwas Spielraum, um die Hitze etwas zu steuern.

Wie fertigen wir nun den Kopf?

Bei diesem Projekt stellt sich die Frage, wie man es realisieren kann, die Kosten sind generell sehr hoch und wir sagten deshalb na ja, mit den innenliegenden Luftkammern wird das schwer einer CNC oder anderen Methoden, daher entschlossen wir uns Ausschau zu halten nach einem SLS oder SLM Prinzip. Dabei sind wir über verschiedene Anbieter gestoßen und haben uns hier auf justway.com abgestimmt. Da sie uns ein gutes Angebot gemacht haben und auch die Prüfung als auch der Kundensupport uns angesprochen hat, dazu kamen auch die schnellen Produktionszeiten, auch wenn diese für unser Projekt jetzt nicht wirklich von Relevanz gewesen sind.

Nachdem wir alle Dateien jetzt auch endlich fertig designed hatten, kamen wir an den Punkt, einen finalen Druck zu machen, mit einem klassischen FDM Printer. Es sollte sich zeigen, dass dies eine verdammt gute Idee gewesen ist, denn war es so, dass wir die Größenverhältnisse etwas verpeilt hatten. Dadurch musste Tibor noch einmal im Design wesentliche Veränderungen durchführen, um dieses an die richtigen und finalen Maße anzupassen, im zweiten Anlauf hatten wir dann das fertige Modell.

Wir bestellen dann bei justway

Jetzt hatten wir also alles fertig, nach dem wir zwischendurch immer wieder mal das Modell bereits in das Interface hochgeworfen haben, um einfach zu sehen, wie sich die Kosten verändern. Dabei fällt einem dann als Laie, wie ich es bin, auch schnell auf, was kleine Änderungen für einen großen Einfluss auf die Materialmenge des Modells haben kann. So kann das schnell 20-40$ Unterschied machen, wenn man eine Stelle etwas mehr Volumen gibt, wo kein Metall verwendet werden muss.

Was zeichnet justway aus? Pro & Contra

Wir stoßen auf ein Problem beim SLM verfahren

Da wir leider keine Designguides hatten, wussten wir nicht, dass unser Luftkanal auf der Innenseite mit einer Stützstruktur versehen wird, da ich dachte, dass der Metallstaub innerhalb des 3D-Druckers als Stützstruktur dient. Doch zeigte sich: Wir haben ein Problem, das Objekt würde auf der Innenseite in den Luftkanälen mit Stützstrukturen zugemauert sein und quasi nicht funktional sein. Wir haben jetzt zwei Optionen:

• Kanäle auf 45° im Winkel abändern, was zu mehr Material und höheren Kosten führt und noch andere Probleme mit sich bringt
• Das Objekt teilen und so das Design beibehalten

Der Lösungsansatz

Wir haben uns für die Teilung des Objekts in zwei Teile entschieden, aber auch, dass wir jetzt das Produktionsverfahren teilweise auf CNC umstellen, da wir dadurch auch einen Vorteil gewinnen, eine bessere und glattere Oberfläche für die Reinigung vom Shisha Kopf. Den unteren Teil werden wir nach wie vor mit dem 3D Drucker im SLM Verfahren fertigen lassen, dadurch entsteht auch ein optisches Designelement. Hier bietet justway beim CNC & Lasercut verfahren eine große Anzahl an Veredelungsverfahren, die im Verhältnis auch echt günstig sind. Beim Bestellen hat sich das ganze dann so ergeben, dass die Daten noch einmal geprüft und freigegeben wurden. Danach ging alles in die Produktion, nach etwas mehr als 14 Tagen gingen die Sendungen dann raus und wurden mit DHL Express innerhalb von 3 Tagen geliefert.

Das fertige „Produkt“ – Der 3D gedruckte Shishakopf

Wir haben nun alles zusammen und die Teile sind geliefert. Die Verpackung war mehr als ordentlich, lediglich so ein kleiner Ölfilm am Klebeband, sonst war alles super rund um die Verpackung. Alle drei Teile sind wie von uns designed gefertigt, wir haben ein oder zwei Toleranzen gefunden mit den Erfahrungen aus der Praxis könnte man bereits jetzt eine neue V2 entwickeln, doch das ist mit den Kosten und dafür das es ein reines Spaß Projekt gewesen ist, nicht wirklich gerechtfertigt, wenn die Jungs und Mädels von Justway uns hier vielleicht unter die Arme greifen wollen, freuen wir uns natürlich! 😉 Wir haben den Druck dann am ende noch einmal für unsere Vorstellungen innen nachbearbeitet um auch die Toleranzen zu begradigen, welche nicht ganz gepasst hatten.

Wie verhält sich der Kopf in der Praxis?

Das Prinzip der Hitze von unten mit dem Deckel führt im wesentlichen zum gewünschten Ergebnis, dass der Tabak von unten bis oben durchkochen, der Kopf erreicht dabei die von uns gedachte Temperatur von um die maximal 160 Grad. Die Hitze ist dabei sehr feinfühlig und kommt die Kohle weiter in den Innenraum wird der Tabak auch schnell zu heiß. Insgesamt müssten wir in einer V2 auch darüber nachdenken, wie man die Molasse noch besser im Kopf behält und durchzug noch einmal verbessert, damit das Raucherlebnis weniger „stressig“ ist, denn im großen und ganzen kann man sagen, man muss schon recht oft die Temperatur anfassen und nachregeln.

Das Fazit

Seitens justway haben wir eigentlich eine insgesamt sehr gute Erfahrung gemacht. Ich denke wer gerne tüftelt und einen Dienstleister sucht für sein nächstes Projekt der kann auch das klassischen 3D Druck mit justway einfach mal testen. Auch für den Lasercut oder CNC Arbeiten habe ich nichts zu bemängeln gehabt. Insgesamt hat uns das Projekt einmal mehr gezeigt, wo die Möglichkeiten liegen und wie man so ein Projekt angehen kann. Verschiedene Fertigungsmöglichkeiten kombinieren zu können um seine Idee realität werden zu lassen ist einfach wunderbar! Wir können sehr Dankbarsein in was für einer Zeit wir gerade leben und die Kinder, welche mit dieser Technologie aufwachsen könnten die Grenzen noch einmal verschieben. Hier sind Anbieter wie Justway eine top Hilfe durch ihre vielfältigen Leistungen kommt man eben schnell an sein Ziel und könnte, wenn man will mit einer Gussform bereits ein kleines Gewerbe für Epoxidharz Gussteile schaffen, vorausgesetzt man schafft die benötigte 3D Datei zu erstellen.