Hallo.
Hier gibt es den Bricht zum Umbau eines Magic Train Personenwagens in einen Packwagen. Das ganze soll auch als Abschluss des OpenSCAD Kurses dienen, weswegen die Code für die 3D Druckteile ausführlicher besprochen wird.
Bei den Magic Train Personenwagen gibt es tatsächlich Unterschiede. Es sind nicht alle Wagen gleich. Generell gibt es zwei unterschiedliche Dächer und auch zwei unterschiedliche Aufbauten. Für den Umbau ist nur der eine Typ Aufbau geeignet und, sofern man alles so umsetzen möchte, wie hier vorgestellt, auch nur eine Dachform.
Schauen wir uns die verschiedenen Typen mal genauer an. Zuerst mal ein „Oktoberfest- Wagen“, wobei die Farbgebung und die Aufdrucke völlig nebensächlich sind. Nach dem Umbau muss der Wagen sowieso neu lackiert werden.
Von diesem Wagen ist der Aufbau die geeignete Variante, aber das Dach nur für den teilweisen Umbau.
Da ich nur einen einzigen Wagen mit dem anderen Aufbau- Typ habe und der schon stark umgebaut seinen Weg zu mir gefunden hat, bitte nicht wundern. Die Unterschiede kann man trotzdem erkennen, hoffe ich. Dieser Wagen ruht nicht auf dem Magic Train Einheits- Fahrwerk sondern auf zwei Feldbahn- Loren, die als Drehgestelle genutzt werden:
Dieser Wagen hätte die passende Dachform, aber der Aufbau ist auf Grund der zusätzlichen Oberlichter über den eigentlichen Fenstern nicht wirklich für den geplanten Umbau zu gebrauchen…
Wir benötigen also den Aufbau von Nummer 1 und das Dach von Nummer 2. Voila, hier ist exakt der Wagen, den ich umbauen werde:
Dieser Wagen, genauer der Aufbau und das Dach stammen von einem Startpackungswagen, der ohne Fensterscheiben ausgeliefert wurde. Ich habe vor geraumer Zeit diesen Aufbau mit Dach mal geschenkt bekommen. Ein Fahrwerk hatte er nicht. Deswegen thront er jetzt auf einem Güterwagen Fahrwerk, von dem der Aufbau für ein anderes Bastel- Projekt benötigt wurde. Güterwagen haben aber im Gegensatz zu den Personenwagen maximal eine Bühne. Die ist hier auf dem Foto rechts zu erkennen. Dadurch sieht die linke Seite nun etwas kahl aus. Wenn man einen vollständigen Personenwagen umbaut, kann man natürlich auf beiden Seiten die Bühnen belassen. Dann sind beide Dachformen für den Umbau geeignet. In diesem Fall soll aber der Aufbau auf der linken Seite so weit verlängert werden, das er in etwa bündig mit dem Fahrwerk und dem Dach abschließt. Dabei stellt das mehrfach geneigte Dach des Typs „Oktoberfest- Wagen“ eine massive Erschwernis dar. Deswegen das „gerade“ Dach…
Theoretisch könnte man nun den Aufbau zerschneiden und mit Kunststoffplatten verlängern, so das er die benötigte Länge bekommt. Das erfordert definitiv weniger Aufwand beim 3D Konstruieren, hat aber zwei nicht zu vernachlässigende Nachteile. Zum einen ist die Stabilität eines zerschnittenen und wieder zusammen geleimten Aufbaus deutlich niedriger als bei einem nicht modifizierten Aufbau. Daneben passen dann die Rast- Nasen nicht mehr und man müsste den Aufbau mit dem Fahrwerk verkleben. Für mich besonders gravierend ist aber die Tatsache, das man danach das Dach ebenfalls festkleben müsste. Da aber eine batteriebetriebene Innenbeleuchtung vorgesehen ist, ist ein leicht abzunehmendes Dach einfach Pflicht.
Also wird der „Umbausatz“ ein 3D Teil zu Verlängerung der „linken“ Stirnseite enthalten. Daneben benötigen wir Einsätze, um die überzähligen Fenster zu verschließen. Pro Seite sind das zwei. Das dritte Fenster wird von der Schiebetür verdeckt, die samt Schienen einfach auf die Seite des Wagens geklebt werden. Eine geöffnete Darstellung ist nicht vorgesehen. Das Fenster ganz rechts bleibt erhalten. Dahinter wird das Zugführer Büro eingerichtet. Dieses Büro bekommt dann auch eine LED Beleuchtung, die aus einer Knopfzellen- Batterie gespeist wird…
Fangen wir also an zu konstruieren. Doch halt, dieses Mal wird nicht mit OpenSCAD angefangen. Die Form der Seitenwand ist durch die unterschiedlichen Radien des Daches etwas komplexer. Man könnte das sicher auch direkt in OpenSCAD hin bekommen, aber ich möchte mir das Leben nicht unnötig schwer machen. OpenSCAD kann nämlich auch SVG Dateien importieren. Das sind Vektor Grafiken, wie sie z.B. das kostenlose Zeichenprogramm Inkscape erzeugen kann. Das alleine hilft uns aber auch nicht viel. Wenn wir die genauen Radien wüssten, dann könnten wir auch direkt in OpenSCAD anfangen. Also kommt noch ein (kostenloses) Programm zum Einsatz, eine Bildbearbeitungs- Software. Die gibt es in unzähligen Varianten und Preisklassen vom kostenlosen Paint.net (Windows only) über das ebenfalls kostenlose Gimp (alle Plattformen) und preisgünstige Programme wie Affinity Photo (30-55€, je nach Angebot) oder Corel PhotoPaint (ca 70-80€) und Photoshop Elements (ca 100€) bis hin zu der Profi- Software Photoshop, die es nur im Abo für ca 40€ monatlich gibt… Ich habe hier Paint.NET verwendet, was besonders einfach zu bedienen ist. Doch wie bekommen wir nun unsere Seitenwand in den PC? Ganz einfach mit einem Scanner. Damit bekommt man perspektivisch korrekte Bilder von allem, was man auf die (meist Din A4) Scanfläche legen kann.
Um die Seitenwand einzuscannen, muss man natürlich den Wagen auseinander bauen. Nur dann kann man die Stirnwand des Magic Train Wagens auf den Scanner legen. Allerdings ist sie nicht ganz eben. Deswegen habe ich zwei Abschnitte eines Kaffee- Rührstäbchens unter gelegt. So „kippelt“ der Aufbau nicht und es gibt keine Verzerrungen. Mein Scanner verschluckt leider ein oder zwei Millimeter am oberen Rand. Deswegen kann man das zu scannende Objekt, sofern es zu 100% erfasst werden soll, nicht ganz an den Rand legen. Dadurch besteht aber die Gefahr, das man den Aufbau nicht exakt rechtwinklig auflegt. Man muss also einen graden Gegenstand als Anschlag dazwischen legen. Da die Inneneinrichtung sowieso im Weg lag, habe ich sie genutzt.
Jetzt lässt sich der Aufbau gut ausgerichtet auf dem Scanner platzieren.
Normalerweise wird ja alles, wo nichts liegt, beim Scannen weiß. Da wir aber den Deckel nicht schließen, kann er das Licht nicht reflektieren. Die ungenutzten Bereiche werden deswegen schwarz, also nicht wundern. Das Scannen können wir direkt aus Paint.NET erledigen. Wichtig ist nur, mit wie viel DPI der Scann durchgeführt wird. ich habe 300 DPI verwendet. Diesen Wert brauchen wir später in OpenSCAD, deswegen gut merken oder aufschreiben…
So sieht das dann aus. Die Holzstäbchen und die Tür stempeln wir einfach mit dem Kopierstempel weg. Diese Funktion hat jede Bildbearbeitung. Im Prinzip bestimmt man einen kleinen Bereich des Bildes, der auf eine andere Stelle kopiert wird. So kann man viele störende Elemente entfernen…
Jetzt haben wir schon fast das, was wir benötigen, aber eben nur fast. Als nächstes müssen wir den Hintergrund (das was schwarz ist) entfernen. Dazu verwenden wir den „Zauberstab“, ebenfalls ein Werkzeug, das praktisch jede Bildbearbeitung hat. Damit werden Bereich mit gleicher oder sehr ähnlicher Farbe ausgewählt. Wir klicken also mit dem Zauberstab in den schwarzen Bereich. Wird zu viel oder zu wenig ausgewählt, muss man die Toleranz anpassen, bis das gewünschte Ergebnis erzielt wird. Nun ist also alles, was schwarz im Bild ist, ausgewählt. Durch einfaches Drücken auf die Löschen Taste wird der ausgewählte Bereich entfernt.
So könnten wir zwar schon weiter machen. Aber es ist einfacher, wenn die Seitenwand wirklich einfarbig ist. Da wir ja nun alles ausgewählt haben, was wir nicht einfärben wollen, müssen wir die Auswahl einfach invertieren. Das ist oben im Menü unter Auswahl zu finden. Jetzt ist alles, was rot ist, ausgewählt. Nun aber bitte nicht wieder auf Löschen klicken, dann ist sowohl das Schwarze als auch das Rote weg… Wir verwenden das Füll- Werkzeug, oft als Spraydose markiert. Damit können wir den ausgewählten Bereich mit einer Farbe, Schwarz bietet sich an, ausfüllen.
Jetzt sind wir wirklich fertig und können das Bild speichern. Das muss zwingend als PNG erfolgen. Wir haben einen transparenten Hintergrund. JPG oder BMP können keine Transparenz verarbeiten. Dann wäre alle Arbeit vergeblich. Also bitte als PNG abspeichern.
Jetzt kommt dann Inkscape zum Einsatz. Wir legen ein neues Projekt an (geschieht normalerweise direkt beim Öffnen des Programms). In dieses Projekt importieren wir die gerade erzeugte PNG Datei. Danach sollten wir die Dokumentengröße an das Objekt anpassen lassen.
Nun lassen wir die Form der Stirnwand automatisch nachzeichnen. Das ist oben im Menu unter Pfad zu finden und heißt „Bitmap nachzeichnen“.
Zunächst sehen wir keinen Unterschied, aber wenn man genau hin schaut, ist jetzt ein zweites Objekt vorhanden. Das erste Objekt heißt imagexxx (die Zahl ist jedes mal anders, spielt aber hier keine Rolle) und ist unser importiertes PNG. Darüber taucht nun aber ein weiteres Objekt auf, das pathxxx heißt. Sofern wir die Füllung nicht angegeben haben, ist das Objekt nicht sichtbar, aber dennoch vorhanden. OpenSCAD interessiert sich nicht für die Farbe, von daher wäre es egal. Aber wenn wir sehen können, was wir machen, ist das natürlich schöner. Also stellt man, sofern nicht bereits geschehen, die Füllung für unseren Pfad auf Schwarz ein.
Mit den „Augen- Piktogrammen“ können wir nun sowohl das Bild als auch den Pfad ein- und ausblenden. Solange wenigstens eines der beiden Objekte sichtbar ist, ändert sich scheinbar nichts. Aber zwischen einer Bitmap, die wir mit dem Scanner in Paint.NET erzeugt haben und einer Vektor- Grafik liegen Welten… OpenSCAD benötigt eben Vektor- Zeichnungen und keine Bitmaps, zumindest nicht für das, was wir hier vorhaben. Nun löschen wir das Bild wieder, in dem wir einfach die Löschen Taste drücken, sofern das Bild (imagexxx) blau hinterlegt, also ausgewählt ist. Jetzt müssen wir die Datei nur noch als SVG speichern. SVG ist das „native“ Format von Inkscape, das sollte also gar keine Probleme bereiten.
Packwagen-Stirnseite
Für alle, die das nicht selbst machen wollen, habe ich hier die SVG Datei angehängt.
Aus diesem Scan eines Magic- Train Wagens erzeugen wir nun in OpenSCAD ein 3D Modell…
Neben den schon bekanntem „translate“ brauchen wir zwei neue Befehle. Zum einen „linear_extrude“, was aus einem 2D Objekt durch Extrudieren ein 3D Objekt erzeugt. Daneben müssen wir die SVG Datei ja irgendwie in OpenSCAD rein bekommen. Das geht mit dem Befehl Import.
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translate([0,0,0.75])linear_extrude(height = 1.5, center = true, convexity = 10)
import("Packwagen-Stirnseite.svg", dpi = 300);
Das ist alles, was wir in OpenSCAD benötigen, um eine dreidimensionale Stirnwand zu bekommen. Mit „height“ wird die Dicke der Wand angegeben. ich habe mich für 1,5 mm entschieden um das Anbauteil nicht zu schwer aber auch nicht zu instabil zu machen. convexity = 10 ist eine reine Formalie und hat auf das Ergebnis keinen Einfluss, fehlt es aber, gibt es Probleme… Wenn die SVG Datei im selben Verzeichnis wie das OpenSCAD Skript liegt, muss kein Pfad angegeben werden, so wie im Beispiel hier. Sonst muss der vollständige Pfad dort angegeben werden. Bei Windows müsste obendrein alle \ doppelt geschrieben werden, da sie sonst als Steuerzeichen und nicht als Teil des Pfades interpretiert werden. Am besten ist es also, die Datei einfach im gleichen Ordner zu haben.
Soweit erst mal für jetzt. Als nächstes muss ein Test- Druck gemacht werden, ob alles soweit passt. Ein wenig Spachteln werden wir sicher müssen, aber das Anbauteil sollte doch so gut wie möglich passen.
Weiter geht es dann mit den Seitenwänden und dem Boden, die je nur aus einfachen Kuben bestehen. Dazu muss ich aber den Wagen erst wieder zusammenbauen und ein paar Maße nehmen…
Auf diese Art kann man natürlich auch noch sehr viel komplexere Vorbilder in das 3D Programm bringen. Bei Fotos muss man halt die Perspektive korrigieren und die Größe so anpassen, das es zum angedachten Maßstab passt. Beim Einscannen von (halbwegs) ebenen Objekten passt sowohl die Perspektive als auch die Größe von Haus aus, Deswegen habe ich kein Foto vom Wagen gemacht, sondern den Scanner verwendet…
Fortsetzung folgt.