Toddler‑Safe Learning Cube 1–6 / Lernwürfel 1-6 mit 5 Repäsentationen (vier Formen + Farbe)

Learning Cube

A cube for learning colors and different representations of a number.

The numbers 1 to 6 are shown as a digit, dice pips, Roman numerals, and simple shapes. This can be expanded further by printing the inserts in multiple colors.

The cube has an edge length of 60 mm, so it can also be used by toddlers. The recesses in the cube are 5 mm deep, the inserts are 3.5 mm high. This means the inserts can only be removed with a tool. In addition, both the recesses and the inserts are beveled. The recess has a slight taper toward the outside, which provides additional holding strength.

Printing

The cube is printed with the 3 facing downward. In this orientation, the narrow sides of the inserts are printed at the bottom. Layer height 0.1 mm.

Cube

• PLA (other rigid materials will certainly work just as well, or even better depending on expected stress)

• 3 perimeters

• gyroid infill 10 %.

• Top and bottom 1.2 mm (with a 0.4 mm nozzle × 3 perimeters this results in 1.2 mm. With a different number of perimeters or nozzle width, this thickness must be adjusted so the weight distribution remains correct).

• Very important: elephant foot compensation. Better too much than too little, otherwise the recesses need a lot of cleanup. And do not iron the top surface. I made that mistake. Visible on side 4. Better choose a nice infill pattern.

Supports

Two supports are needed for the overhangs in the numbers 5 and 6. One organic support is enough. The rest of the cube can be blocked from generating supports.

Inserts

• TPU

• 2 perimeters, making the insert flexible enough to fit well into the recesses.

Or the other way around: The cube can also be printed in TPU. Then it is soft and makes less noise when dropped or thrown. The inserts can then be printed from a hard material. Unfortunately, my TPU cube turned out rather poorly at the rounded edges and recesses. If someone manages to print it well, please share your settings!

Assembly

The inserts are pushed into the recesses. Done.

This depends on personal preference. The recesses have a taper toward the outside. Logically, the insert should be inserted with the wide side first. Since this is VERY fiddly, I turned the narrow side toward the inside. This makes insertion easier, and the oversized top still holds the insert securely. This means the top side of the insert faces outward. If you prefer the build‑plate side outward, rotate the inserts 180 degrees before printing.

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Lernwürfel

Ein Würfel für das Erlernen von Farben und verschiedener Repräsentationen einer Zahl.

Die Zahlen 1 bis 6 sind als Ziffer, Würfelpunkte, römische Zahlen und einfache Formen abgebildet. Das Ganze kann noch erweitert werden durch das Drucken mit mehreren Farben.

Der Würfel hat eine Kantenlänge von 60 mm. Kann also auch von Kleinkindern benutzt werden. Die Ausschnitte im Würfel sind 5 mm tief, die Einlagen sind 3,5 mm hoch. Dadurch sind die Einlagen nur mit Werkzeug aus dem Würfel entfernbar. Zusätzlich sind die Vertiefungen und die Einlagen abgeschrägt. Der Ausschnitt weist eine Verjüngung nach außen auf, was einen zusätzlich guten Halt der Einlagen bewirkt.

Drucken

Der Würfel wird mit der 3 nach unten ausgerichtet. In der aktuellen Ausrichtung werden die schmalen Seiten der Einlagen unten gedruckt. Layerhöhe 0,1 mm.

Würfel

• PLA (andere feste Materialien gehen sicherlich genauso gut oder sind je nach erwarteter Belastung sogar besser geeignet)

• 3 Perimeter

• Infill Gyroid 10 %

• Oben und unten 1,2 mm (bei der 0,4 mm Düse × 3 Perimeter ergeben sich die 1,2 mm. Bei einer anderen Perimeteranzahl oder Düsenbreite muss auch diese Dicke geändert werden, damit die Gewichtsverteilung im Würfel stimmt).

• Ganz wichtig: Elefantenfußkompensation. Lieber mehr als zu wenig. Sonst muss recht viel an den Aussparungen korrigiert werden. Und die Oberseite bitte nicht bügeln. Den Fehler habe ich gemacht. An der Seite 4 zu sehen. Lieber ein schönes Infillmuster wählen.

Stützen

Es sind tatsächlich 2 Stützen nötig für den Überhang in den Ziffern 5 und 6. Eine organische reicht hier völlig aus. Der Rest des Würfels kann mit Stützblockern versehen werden.

Einlagen

• TPU

• 2 Perimeter, dann ist die Einlage flexibel genug, um gut in die Aussparungen zu passen.

Oder anders herum: Der Würfel lässt sich auch in TPU drucken. Dann ist er weich und macht weniger Lärm, wenn er auf den Boden fällt oder gar geworfen wird. Die Einlagen können dann aus hartem Material gedruckt werden. Leider ist mein TPU‑Würfel unten an den Verrundungen und an den Aussparungen eher grauenhaft geworden. Sollte das jemand gut gedruckt bekommen, bitte die Druckereinstellungen melden!

Zusammenbau

Die Einlagen werden in die Aussparungen gesteckt. Fertig.

Hier kommt es auf die persönlichen Präferenzen an. Die Vertiefungen weisen eine Verjüngung nach außen auf. Logischerweise muss die Einlage dann auch mit der breiten Seite voran in die Aussparung gesteckt werden. Da das SEHR fummelig ist, habe ich die schmale Seite zum Würfelinneren gedreht. Damit lässt sich die Einlage einfacher einstecken und durch die Übergröße oben hält diese trotzdem sehr gut. Das bedeutet in dem Fall: Die Oberseite der Einlage zeigt nach außen. Wer lieber die Druckbettseite der Einlage sehen möchte, muss die Einlagen vor dem Drucken um 180 Grad drehen.