CAD, 3D-Druck, CNC Fräsen und Konstruieren

RE: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

 von Jens Merte , 16.04.2018 14:46

Moin Moin!

Da das Thema jetzt doch mehr 3D Druck „lastig“ wird und ich irgendwie bisher die Sparte „3D Druck“ noch gar nicht gesehen hatte (da habe ich noch viel zu lesen...), setze ich den nun etwas technischeren Bericht zu der Entwicklung bzw. jetzt der Realisierung der Loco Buggy aus viewtopic.php?f=27&t=158742 hier fort.

Kurz zur Info:
Bei den Loco Buggy handelt es sich um ein Transportwagen für den Transport von Schienenfahrzeugen, die (auf DB-Gleisen) nicht auf eigenen Rädern rollfähig sind (z.B. unterschiedliche Spurweite, Dummys, einfach kaputt…). Ein paar Beispiele für den Modellbahn-Einsatz sind unter dem Link oben zu finden.

Ins Modell für 1:87 (H0) umgesetzt ist es ein flaches „H“ mit den groben Abmessungen 28 x 28 x 5 mm.



Mit wenige Details und einer komplett flachen Unterseite und einem sehr „überschaubaren“ Bauraum ist das Modell ideal für den 3D Druck mit PLA Kunststoff im Extrusionsverfahren, aber es geht auch SLS sehr gut. Mit leichten Änderungen wäre auch ein Fräsen aus einem Vollmaterial als Alternative zum 3D Druck denkbar (da habe ich jetzt mal eine Kooperation mit einem Kollegen aus dem Schiffsmodellbau „angeleiert“…).

Da ein Ultimaker 3 des Kollegen zur Verfügung steht, wurde die Konstruktion für diesen optimiert. Mindestwandstärke ist 0,8 mm, was z.B. für die Achsaufnahme ausgereizt wurde, um den Loco Buggy – bei nur 4,5 mm Laufraddurchmesser - möglichst viel „Bodenfreiheit“ über der SOK zu geben. Ein häufig auftretender Rand an der Modellunterseite durch die Heizplatte wird durch eine Phase verhindert, um Nacharbeiten zu vermeiden. Die Achsaufnahme ist dreieckig, um Stützgeometrie hier zu vermeiden. Generell gibt es keine verlorene Stützgeometrie. Gedruckt wird mit 50% Füllung, 0,1 mm Layer (noch feiner dauert einfach zu lang).

In kurzer Zeit sind verschiedene Versionen mit zum Teil sehr geringen Änderungen „über Nacht“ entstanden, ist halt der große Vorteil vom 3D Druck. Sehr sensitiv für die Fahreigenschaften ist die Weite der Gabel, also die Achsaufnahme. Ein Zehntel mehr und die Achse (bzw. der Rahmen) „eiert“ unschön. Andere Änderungen im Detail war der eigentlichen Transporttechnik und weniger der 3D Drucktechnik geschuldet. Daten-Version 6 ist es so derzeit, welche auch bei anderen Kollegen und Käufern erfolgreich im Einsatz ist.


Version 6 - ein paar Ideen für V7, V8, V9 … habe ich noch, aber wie immer – die Zeit…


Als Rückmeldung vom Einsatz kam der Wunsch nach einem Kupplungsadapter, um die nominal 4,5 mm Höhenunterschied der Kupplungen auszugleichen. Auch dieses kleine Bauteil (4,8 x 18,7 x 7 mm) konnte recht schnell 3D gedruckt werden, wobei für die Toleranzen im NEM Schacht und den Klipsen ein paar Probedrucke notwendig waren:





Die Kosten für den Druck eines H-Rahmens belaufen sich bei dem Ultimaker 3 bei 15,-- Euro die Stunde pro loco Buggy auf rund 7,50 Euro, mit den Achsen dann 13,50 Euro – ein Satz für eine Drehgestelllok liegt also bei rund 50,-- Euro plus Porto. 3D Druck ist halt kein „billiger Spaß“.

Im Beitrag im „Eigenbau-Forum“ hat mich MU5T4N6 auf Shapeways hingewiesen. Das sieht sehr interessant aus und so habe ich heute mal ein paar STL Modelle hochgeladen und mit dem Material „gespielt“. In wenigen Minuten wird da angezeigt, mit welchem Material und Verfahren das Modell erstellt werden kann (oder an welchen Stellen es Probleme gibt, z.B. Wandstärken) und was es kostet. Da kann man auch mal über einen Loco Buggy in Gold als Schmuckstück an der Liebsten nachdenken, 700 US$ und ggf. eine nicht ganz so begeisterte Frau sind aber Argumente, die so einer „tollen Idee“ sehr schnell den Wind aus den Segeln nimmt

Der Adapter wird da allerdings erstaunlich teuer angezeigt (und zwar in Kunststoff, nicht in Gold ) - da muss ich mal bei denen nachfragen, warum eigentlich.

Ein Loco Buggy in PLA würde bei Shapeways 9,32 US$ (also rund 7,57 Euro) kosten, gibt es aber nicht in Gelb, Mindestwandstärke ist 1 mm (mit dem Ultimaker 3 gehen wir an die 0,8 mm) und plus Porto bringt das keinen Vorteil.

Interessant ist SLS in Gelb für rund 5.00 US$, da habe ich jetzt gleich mal einen Satz geordert (mit Porto dann knapp unter 20 Euro, also 5 Euro pro Rahmen - ob da noch Zollgebühren anfallen ). Da wäre dann mit Achsen ein Satz mit vier Loco Buggy bei 40,-- Euro und damit etwas günstiger.
Aber warten wir mal ab, wie die Qualität ist. Ich werde hier berichten und einen Vergleich zwischen „Home-Made“ PLA und „US-HighTec“ polished SLS einstellen (Lieferziel 23. April – schauen wir mal).

Btw.: Ich habe da auch mal bei anderen 3D Druck Anbietern nachgesehen, z.B. https://www.meltwerk.com/ - SLS aber man kann keine passende Farbe wählen und es sind rund 6,-- Euro pro Rahmen plus Porto. Ist also keine wirkliche Alternative. Noch mehr Alternativen: https://3druck.com/dienstleister/

Vielleicht hat hier ja schon jemand Erfahrung mit 3D Druck-Anbietern und kennte gute und günstige Alternativen? Oder Ideen / Fragen zum Design und der Konstruktion?


Beste Grüße

Jens

Jens Merte
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