Open Source DIY: Filterhalter für 150mm Filter!

[Seafunks]

Download der Dateien und gesamten Dokumentation: Dropbox



1. Vorwort
Die Idee einen Filterhalter selber zu konstruieren kam mir, nachdem ich die Preise für kommerzielle Filterhalter für das 150mm-System sah. Bei Startpreisen von 120€ (ohne entsprechenden Adapter) fiel mir nach dem Kauf des ohnehin nicht ganz günstigen Sigma 20mm/1.4 Art die Kinnlade herunter.

„Das muss doch auch günstiger gehen!“​

– und wozu studiere ich überhaupt Maschinenbau, wenn ich nicht in der Lage sein sollte, eine eigene Version zu konstruieren? Und nachdem ich gesehen habe, was die Jungs von Logodeckel im 3D-Druck entwickelt hatten war klar: Darauf wird auch mein Filterhalter basieren. Gewisse Parallelen lassen sich sicher nicht abstreiten, dennoch gefielen mir ein paar Dinge nicht: Beispielsweise, dass man für jedes Objektiv einen eigenen Halter benötigt störte mich extrem. Ich möchte im Zweifelsfall nicht 3 verschiedene Systeme für 3 verschiedene Objektive mitschleppen. Zum anderen störte mich, dass man bei starken Graufiltern nicht mehr in der Lage ist, zu komponieren und zu fokussieren, sobald der Filter aufgesetzt ist. Daher sollte es schnell gehen, den Halter samt Filter zu entfernen.

Lange hat es gedauert, nun ist er endlich fertig: Mein eigen konstruierter Filterhalter für 150mm Plattenfilter.

Was den Filterhalter ausmacht:

- Hält bis zu 3 Plattenfilter mit 150mm Kantenlänge (nur bis 2 getestet). Bei Benutzung von Verlaufsfiltern kann der untere Halter entfernt werden, die Filter halten trotzdem!
- Durch ein Bajonett können mehrere Formatteile für verschiedene Objektive montiert werden
- Mit nur einem kleinen Dreh lässt sich die Front samt Filter entfernen um zu fokussieren/komponieren​

2. Der Druck
Da das ganze Projekt auf dem 3D-Druck (bzw. FLM = Fused Layer Modeling) basiert, ist ein solcher natürlich nötig, um überhaupt beginnen zu können. Ich werde hier nicht zu sehr ins Detail gehen, da ich davon ausgehe, dass diejenigen, welche einen 3D-Drucker besitzen sich damit auch auskennen.

Ich habe den Halter auf dem Ultimaker 3 gedruckt. Dieser hat den Vorteil, dass er mit zwei Extrudern zwei Filamente drucken kann, unter anderem auch wasserlösliches PVA, welches sich hervorragend für die Stützstruktur eignet. So kann man das Modell nachher einfach in Wasser einlegen und mit etwas Geduld und schrubben löst sich die Stützstruktur einfach auf. In dem anderen Extruder ist dann das Material für das Modell, idealerweise schwarzes PLA. Der benötigte Bauraum beträgt mindestens 170 x 170 x 31mm.

Die Dateien für den Druck liegen als .stl vor. Dieses Format wird von den meisten Slicern erkannt. Wer zufälligerweise auch einen Ultimaker 3 benutzt, für den habe ich die Arbeit des Slicens bereits übernommen und die entsprechende .gcode-Datei angehängt. Der Druck dauert bei meinen Einstellungen etwa 62 Stunden.
Insgesamt werden benötigt:

1x Frontteil (Filterhalter_Front.stl)
1x Formatteil (Filterhalter_Formatteil_<Format>.stl)
3x Halter Endhalter (Filterhalter_Halter_Endhalter.stl)
3x/6x/9x* Halter Abstandhalter (Filterhalter_Halter_Abstandhalter.stl)
0x/3x/6x* Halter Zwischenhalter (Filterhalter_Halter_Zwischenhalter.stl)​

*Die zweiten bzw. dritten Mengenangaben beziehen sich auf die Möglichkeit 2 bzw. 3 Filter zu montieren.

Alle Teile bis auf die Formatteile und das Frontteil lassen sich ohne Stützstruktur auf fast jedem herkömmlichen 3D-Drucker drucken.
 
Zusätzlich sollte erwähnt werden, dass PLA nicht gerade sehr temperaturbeständig ist. Zwar liegt der Schmelzpunkt bei ca. 200°C, sehr heißes (ca 50°C) Wasser reicht jedoch auch schon aus, damit sich das Teil im Nachhinein verzieht. Je höher die Temperatur, desto leichter löst sich das PVA, dennoch würde ich hier eher geduldig vorgehen, insgesamt sind zwei Drucke und damit zwei ganze Wochenenden Druckzeit der Temperatur zum Opfer gefallen. Eine hohe Lufttemperatur (bspw. im Auto mitten in der prallen Sonne) um die 50°C hat dem Halter zumindest im Fotorucksack bisher nichts anhaben können.


Um zu veranschaulichen, warum ein Drucker mit Dualextrusion nötig ist, anbei ein Bild einer Ecke der Front von einem Druck mit nur einem Material. Trotz Nachbearbeitung lässt sich nicht die komplette Stützstruktur entfernen. Zusätzlich gibt es einige waagerechte Überhänge, welche abgestützt werden müssen und bei Singleextrusion nicht die nötige Oberflächenqualität erfüllen. Gerne lasse ich mich vom Gegenteil überzeugen!


Hier mal ein paar Eckdaten, mit welchen Einstellungen ich gedruckt habe und zufriedenstellende Ergebnisse erzielt habe:

- Schichtdicke 0,1mm
- Wanddicke 0,8mm; Boden/Decke: 1mm
- Fülldichte: 100% Modell, 20% Stützstruktur
- Druckgeschwindigkeit: 70mm/s PLA, 35mm/s PVA
- Supportdeckendichte: 100%​

Ich bin mit meinen Einstellungen sicher nicht an die Grenzen des Möglichen gegangen, Experimentieren und Posten der Ergebnisse gerne gewünscht!

 

[Seafunks]

3. Weitere Teile
Des Weiteren werden mehrere Teile aus 2mm Moosgummi benötigt. Das findet man in fast jedem Bastelladen für ein paar Cent. Insgesamt werden nur drei (bzw. vier) verschiedene Formen benötigt:

1x Dichtrand für das Frontteil
1x Dichtung für das Formatteil, sodass dieses straff auf dem Objektiv sitzt
3x/9x/15x* Dichtung für die Halter
(1x Federring für strafferen Halt des Formatteils)**​

*Die zweiten bzw. dritten Mengenangaben beziehen sich auf die Möglichkeit 2 bzw. 3 Filter zu montieren
**ursprünglich war dieser in der Konstruktion vorgesehen. Leider war ich zu unbegabt ein zufriedenstellendes Ergebnis zu fertigen und habe es weggelassen. Auch ohne funktioniert der Halter einwandfrei

Dichtrand für das Frontteil:
Hierzu legt man sich die Filterfront am besten mit der Vorderseite auf das Moosgummi und schneidet ringsum mit einem Teppichmesser die Form nach. Exaktes und geduldiges Arbeiten zahlt sich aus! Bei zu viel Druck und/oder stumpfem Messer zieht man das Moosgummi mit und die Form ist verzogen und die Ränder ausgefranst. Beim entstandenen Quadrat zeichnet man nun zu jeder Kante eine Linie im Abstand von 15mm und schneidet das entstehende kleinere Quadrat am besten mit Teppichmesser und Lineal aus. Nun legt man wieder die Front auf den Dichtrand und zeichnet sich die 6 Bohrungen für die Halter so genau wie möglich an. Zum Ausstanzen der Löcher habe ich einen Locher benutzt. Dieser hat ziemlich exakt die Größe der benötigten Löcher, schneidet das Moosgummi sehr zuverlässig und lässt sich bei abgenommener Unterseite recht gut positionieren. Damit schneidet man nun alle 6 Löcher aus. Danach kann der Dichtrand auch schon mit einem Mehrkomponenten-kleber eurer Wahl auf der Filterfront fixiert werden. Dabei muss man darauf achten, dass die Bohrungen alle frei bleiben.


 
Dichtung für das Formatteil:
Dazu schneidet man einfach ein möglichst winkliges Rechteck mit den Maßen 24 x 295 mm für das Sigma 20mm/1.4 Art bzw. 18 x 316 mm für das Nikon 14-24mm/2.8 aus und legt es als Ring in das Formatteil, sodass die Kanten möglichst dicht abschließen. Auch dieses wird nun eingeklebt.



Dichtung für die Halter:
Für die Dichtungen zeichnet man sich wie zuvor beim Dichtrand die Bohrungen mithilfe eines End- oder Zwischenhalters an und stanzt sie aus. Dann fixiert man eines der Teile in den Bohrungen und schneidet rundherum mit einem Teppichmesser die Form nach. Auch hier gilt das gleiche Prinzip wie zuvor: Geduld und Genauigkeit zahlt sich aus!
Diese können nun einfach auf alle Halterteile bis auf die drei untersten Abstandhalter gesteckt werden. Wer möchte, kann sie ebenfalls ankleben, ich habe bisher keinen Bedarf dafür gesehen.



Federring:
In der Theorie war ein Ring vorgesehen, welcher als Außendurchmessers den Innendurchmesser des Frontteils und als Innendurchmesser den Außendurchmesser des Formatteils hat. Die Kompression von 2mm auf 1,5mm sollte für eine entsprechende Gegenspannung sorgen, um das Bajonett etwas straffer zu machen. Wer möchte, kann sich gerne daran versuchen! (Bilder in der Dokumentation als Download)

 

[Seafunks]

4. Die Montage
Im letzten Teil geht es nur noch um die Montage der Teile. Hier werden ebenfalls ein paar Teile benötigt:

6x Zylinderschraube mit Innensechskant M3 x 15/20/30mm*
6x Sechskantmutter M3​

*Die zweiten bzw. dritten Maße beziehen sich auf die Möglichkeit 2 bzw. 3 Filter zu montieren

Nun müssen nur noch die Konfigurationen aufeinandergesetzt werden und mit der Front verschraubt werden.
Konfiguration für einen Filter (von der Front ausgehend): Front – Dichtrand – Abstandhalter – Dichtung für die Halter – Endhalter
Konfiguration für zwei Filter (von der Front ausgehend): Front – Dichtrand – Abstandhalter – Dichtung für die Halter – Zwischenhalter – Dichtung – Abstandhalter – Dichtung – Endhalter
Konfiguration für drei Filter (von der Front ausgehend): Front – Dichtrand – Abstandhalter – Dichtung für die Halter – Zwischenhalter – Dichtung – Abstandhalter – Dichtung – Zwischenhalter – Dichtung – Abstandhalter – Dichtung – Endhalter

Als Werkzeug dient ein normaler Innensechskantschlüssel Größe 2,5. Durch die Senkungen in der Front werden die Muttern ausreichend fixiert.


Geschafft! Nun bleibt nur noch die Montage am Objektiv. Dazu setzt man am besten das Formatteil an die Front und schiebt beides über das Objektiv. So ist man sicher, dass die Filter gerade vor der Linse sitzen.


Eine Anschlagsbegrenzung ist im Formatteil nicht enthalten, daher sollte der Halter niemals mit eingesetztem Filter über das Objektiv geschoben werden um Schäden durch die Sonnenblende auf dem Filter zu vermeiden!
Die Sonnenblende sollte mindestens 1mm Abstand zum ersten Filter haben. So wird dieser beim Einschieben nicht zerkratzt.
 
5. Nachwort
Wer schon in den Ordner geschaut hat, dem wird aufgefallen sein, dass es noch einen weiteren Ordner gibt, den ich bisher gar nicht erwähnt habe. Er trägt den vielsagenden Namen „STEP“ und beinhaltet eigentlich das Wichtigste dieses Projektes: Die gesamte Baugruppe mit allen Komponenten als .step-Datei. Diese kann sich jeder herunterladen und im CAD-System seiner Wahl öffnen. Spätestens jetzt wird den meisten ein Wort im Kopf aufgetaucht sein: „Open Source“. Genau. Ich gebe meine ganze Arbeit der Öffentlichkeit preis aus einem ganz einfachen Grund: Ich möchte die Arbeit jedem zugänglich machen und sie damit idealerweise noch erweitern. Denn bisher habe ich Formatteile für nur zwei Objektive konstruiert, da ich selbst sogar nur das Sigma 20mm/1.4 Art besitze. Wer möchte kann also eigene Konstruktionen hinzufügen und somit zum Projekt beitragen. Das Bajonett soll dabei die universelle Schnittstelle bleiben. Die Maße dafür findet ihr in den STEP-Dateien. Solltet ihr kein CAD-System besitzen und dennoch eine Lösung für euer Objektiv benötigen, so könnt ihr dies gerne im Forum oder direkt bei mir anfragen.

Zu guter Letzt noch ein paar rechtliche Dinge: Diese Dokumentation dient ausschließlich der Aufzeichnung meiner Arbeitsschritte. Für Schäden an Werkzeugen, Kameras, Objektiven etc. oder Verletzungen übernehme ich keinerlei Verantwortung.
Cheers!

 

[Seafunks]

Wie gut ist der Filterhalter?

Leider hatte ich bisher noch keine lohnende Gelegenheit, den Filterhalter in der Praxis zu testen. Daher habe ich vorhin mal ein paar Testbilder von zu Hause aus gemacht. Die Bilder sind direkte Exporte aus LR. Ich habe lediglich die Belichtung und den Weißabgleich grob angeglichen, da der HAIDA ND3.0 doch recht stark die Farben verschiebt. Vignettierung etc. ist die selbe wie im RAW, da wurde nichts geändert.

Ohne Filterhalter:


Mit angesetztem Halter (Für zwei Plattenfilter):


Wie man sieht, sieht man nichts Der Halter an sich verursacht also keine wahrnehmbare Vignettierung.

Mit Haida ND3.0:


Hier erkennt man eine Vignettierung sowie Verschiebung der Farbwerte, welche meiner Meinung nach jedoch auf den Filter an sich zurückzuführen sind, oder?

Mit Haida ND3.0 30 Sek Belichtung:


Hier nochmal ein Beispiel mit etwas längerer Belichtungszeit.


Was sagt ihr? Hat jemand Vergleiche zu käuflich zu erwerbenden Filterhaltern? Freue mich über jedes Feedback und reichlich Diskussion!

Viele Grüße,
Jonathan

 

[Lennart S.]

Mangels 3D Drucker und entsprechender Kenntnisse habe ich in den sauren Apfel gebissen und das Haida Ding gekauft. Es tut. Der Preis ist ne Frechheit

Wünsche dir viel Spaß damit!

 

[da_eltsch]

@Jonathan: ja!
3D Druck ist cool und dein Wissen für ein DIY zu nutzen und hier zugänglich einzustellen, finde ich toll!

Hoffe ich werde den Halter demnächst mal nachbauen können.

Daumen hoch,
Helge

 

[Seafunks]

@Jonathan: ja!
3D Druck ist cool und dein Wissen für ein DIY zu nutzen und hier zugänglich einzustellen, finde ich toll!

Hoffe ich werde den Halter demnächst mal nachbauen können.

Daumen hoch,
Helge

Cool, hier melden sich ja doch noch welche
Vielen Dank für das Feedback, würde mich über Fotos deiner Ergebnisse freuen!

Generell wäre es super, wenn jemand das Formatteil für das Nikon 14-24 drucken und testen könnte, da ich selbst nur Maße bekommen habe, die Passgenauigkeit jedoch nicht testen konnte. Wenn sich Tester finden lassen, könnte ich eventuell (je nach Verfügbarkeit des Druckers) ein zweites Exemplar bauen und zu Testzwecken verschicken falls es am 3D-Drucker mangeln sollte. Würde an sowas generell Interesse bestehen? Die Klicks auf dem Thread sind zwar zahlreich, die Reaktionen halten sich aber eher in Grenzen, daher frage ich mal nach

 

[TimMol]

Ich finde das Projekt super. Habe selbst auch in den sauren Apfel gebissen und den Haida Filterhalter gekauft, da auch ich leider keinen 3D Drucker besitze.

Falls du allerdings auch hinsichtlich des Tamron 15-30mm Ambitionen hast, wäre ich aber gerne bereit auch im Vergleich zum Haida Halter zu testen. Mit dem Nikon 14-24mm kann ich leider nicht dienen.

Ggf wäre das Projekt ja auch für Leute interessant, die noch keinen Halter besitzen - offensichtlich gibt es ja auch kommerzielle Anbieter, die 3D Druck anbieten. Die Frage ist dann halt, ob es sich finanziell
noch lohnt. Kannst du hier die Materialkosten abschätzen? (Logodeckel stellt beispielsweise ebenfalls Filterhalter im 3D Druck her - die Preise liegen allerdings ebenfalls bei 130€)

 

[Seafunks]

Genau, das Tamron fehlt mir ebenfalls noch. Wenn du das Objektiv für mich ausmessen könntest, könnte ich ein Modell auch dafür erstellen. (Siehe hier: https://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=1797819 )

Die Frage ist dann halt, ob es sich finanziell
noch lohnt. Kannst du hier die Materialkosten abschätzen? (Logodeckel stellt beispielsweise ebenfalls Filterhalter im 3D Druck her - die Preise liegen allerdings ebenfalls bei 130€)

Die Materialkosten belaufen sich auf ungefähr 15-25€, also wirklich lächerlich. Das Problem sind die Anschaffungs- und Betriebskosten. Der Ultimaker 3 kostet mal eben 3600€. Alleine vom Strom her geht es eigentlich noch, jedoch kann ich mir den Drucker nicht leisten und ich glaube auch nicht, dass sich das rentieren wird. Dazu kommt natürlich noch Arbeitszeit, geschätzte 1 1/2 bis 2 Stunden, je nachdem wie geübt man ist

 

[TimMol]

Hier die Abmessungen für das Tamron 15-30mm:

Sehe ich es richtig, dass der Filterhalter auch montiert oder demontiert werden kann, so lange sich das Objektiv an der Kamera befindet?

Das wäre natürlich absolut genial, da das bei dem Haida Filterhalter leider nicht klappt und das ist schon etwas nervig.

 

[Seafunks]

Super, vielen Dank!

Sehe ich es richtig, dass der Filterhalter auch montiert oder demontiert werden kann, so lange sich das Objektiv an der Kamera befindet?

Das wäre natürlich absolut genial, da das bei dem Haida Filterhalter leider nicht klappt und das ist schon etwas nervig.

Ja genau, das Formatteil wird einfach über die Sonnenblende geschoben und hält durch das Moosgummi echt fest und sicher, auch wenn mehrere Filter vorne eingeschoben werden. Bisher konnte ich nur ein Exemplar testen. Je nachdem wie die Toleranzen im Frontdurchmesser sind wird der Halter straffer oder lockerer sitzen. Hätte ich Fertigungszeichnungen der Objektive wäre das natürlich leicht rauszufinden, aber ohne bleibt es beim Testen

 

[tagger92]

Werde aller Voraussicht nach gegen Ende der Woche einen Filterhalter für das Tamron 15-30mm entwickelt haben.

LG
tagger92

 

[wykat]

Genau, das Tamron fehlt mir ebenfalls noch. Wenn du das Objektiv für mich ausmessen könntest, könnte ich ein Modell auch dafür erstellen. (Siehe hier: https://www.dslr-forum.de/showthread.php?t=1797819 )



Die Materialkosten belaufen sich auf ungefähr 15-25€, also wirklich lächerlich. Das Problem sind die Anschaffungs- und Betriebskosten. Der Ultimaker 3 kostet mal eben 3600€. Alleine vom Strom her geht es eigentlich noch, jedoch kann ich mir den Drucker nicht leisten und ich glaube auch nicht, dass sich das rentieren wird. Dazu kommt natürlich noch Arbeitszeit, geschätzte 1 1/2 bis 2 Stunden, je nachdem wie geübt man ist

Hab mir eine Tevo Tarantula mit zwei kopfe bestellt fur 588 Eur nachdem die erste lieferung direkt aus China (296 Eur fur 2 kopfe, grosses bett und full metal) mit DHL uberhaupt nicht funktioniert hat. Hab jetzt uber Amazon bestellt, steht jetzt aber leider wieder mit gleichem status 10 minuten von mir entfernt
3D druck ist schon interesant (Barndoor, ToT tools, usw ) bis jetzt mit einen 1 kopf Malyan

Hab leider nicht eure linsen (Canon 10-22 crop) aber kann .slt files anpassen, also werde ich mir das sicher mal anschauen

wykat

 

[Roy]

Hy Jonathan

Danke für das zur Verfügung stellen der Dateien,mein 3D-Drucker ist im Versand.Wenn ich dann soweit bin ,wird der Filterhalter für das Sigma mein
erstes Grossprojekt.Denn deine Dateien waren der ausschlaggebende Punkt für die Bestellung.Bericht folgt dann.

Gruß Roland