3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

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Jens Merte
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3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#1

Beitrag von Jens Merte » Mo 16. Apr 2018, 13:46

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.

Bild

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.

Bild
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:

Bild



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 :fool:

Der Adapter wird da allerdings erstaunlich teuer angezeigt (und zwar in Kunststoff, nicht in Gold :D ) - 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 :roll: ). 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
Zuletzt geändert von Jens Merte am Di 17. Apr 2018, 07:13, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#2

Beitrag von Stadtbahner » Mo 16. Apr 2018, 15:22

Ich habe schon diverse RC-Car-Tuningteile von Ampro Engineering auf Shapeways bestellt. Die sind dann in der Regel aus einer Art Nylon, sehr widerstandsfähig auch bei kleinen Teilen. Wenn man die in Weiß bestellt, kann man die auch eigenhändig in Wunschfarbe lackieren - mein Ratschlag, was dein Farbproblem angeht.
Viele Grüße, Marc

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Jens Merte
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Re: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#3

Beitrag von Jens Merte » Mo 16. Apr 2018, 22:59

Stadtbahner hat geschrieben:
Mo 16. Apr 2018, 15:22
Ich habe schon diverse RC-Car-Tuningteile von Ampro Engineering auf Shapeways bestellt. Die sind dann in der Regel aus einer Art Nylon, sehr widerstandsfähig auch bei kleinen Teilen. Wenn man die in Weiß bestellt, kann man die auch eigenhändig in Wunschfarbe lackieren - mein Ratschlag, was dein Farbproblem angeht.
Moin Marc,

vielen Dank für den Hinweis! Ja, ich hätte auch ein Probeteil in "billigem" Weiß bestellen sollen, um das Lackieren zu Probieren. Allerdings war die Lackierungserfahrung mit dem PLA so schlecht, dass ich da bei SLS gar nicht erst dran gedacht habe.

Mit welchen Farben hast Du die Shapeways Teile lackiert und war/ist eine spezielle Oberflächenvorbereitung notwendig?

Beste Grüße
Jens
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Re: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#4

Beitrag von Stadtbahner » Di 17. Apr 2018, 06:37

Hallo Jens,
Ich hatte meine Teile in schwarz bestellt, damit sie sich möglichst unauffällig zum Rest des schwarzen Chassis verhalten. So hab ich's dann auch belassen.

Ampro Engineering rät auf seinem Youtube-Kanal dazu, bei weißen SLS-Teilen vor dem Lackieren die rauen Flächen leicht mit feinkörnigem Schleifpapier glatt zu schmirgeln. Anschließend eignet sich ein wasserfester (sprich: Kunstharz-) Lack z.B. aus der Sprühdose oder zum Pinseln.
Viele Grüße, Marc

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

#5

Beitrag von torsten83 » Di 17. Apr 2018, 06:49

Hallo Jens.

Bei shapeways habe ich schon unzählige Male bestellt, Zoll musste ich nie zahlen. Es stand als Absender immer die shapeways B.V. Eindhoven drauf. Als DHL Kunde mit Postnumer geht auch der Versand an Packstation und Postfiliale direkt, letzteres finde ich ganz praktisch, hat die Galeria Kaufhof doch bis 20 Uhr geöffnet und hat auch einen Postshop, der als Filiale gilt nur mit Arbeitnehmerfreundlicheren Öffnungszeiten.

Das mit der Mindestwandstärke kannst Du umgehen. Solange der Warnhinweis auf der Materialseite gelb ist, kannst Du im Warenkorb unter Deinen eigenen Modellen eine Option ankreuzen: "Print-It-Anyway".

Das mit dem Umrechnen kannst Dir in Zukunft sparen. Bei einer deutschen Rechnungs-Adresse im Kundenkonto wird dann automatisch in EUR und mit 19% Umsatzsteuer angezeigt.

Interessantes Modell übrigens :gfm:

Gruß,
Torsten


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

#6

Beitrag von Jens Merte » Di 17. Apr 2018, 07:23

Stadtbahner hat geschrieben:
Di 17. Apr 2018, 06:37
Ampro Engineering rät auf seinem Youtube-Kanal dazu, bei weißen SLS-Teilen vor dem Lackieren die rauen Flächen leicht mit feinkörnigem Schleifpapier glatt zu schmirgeln. Anschließend eignet sich ein wasserfester (sprich: Kunstharz-) Lack z.B. aus der Sprühdose oder zum Pinseln.
Das schaue ich mir bei Gelegenheit mal bei Youtube an, Danke für den Hinweis. Ich werde das dann auch mal an der "Probelieferung" testen und berichten.

Beste Grüße
Jens
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Re: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#7

Beitrag von Jens Merte » Di 17. Apr 2018, 07:48

torsten83 hat geschrieben:
Di 17. Apr 2018, 06:49
Hallo Jens.

Bei shapeways habe ich schon unzählige Male bestellt, Zoll musste ich nie zahlen. Es stand als Absender immer die shapeways B.V. Eindhoven drauf. Als DHL Kunde mit Postnumer geht auch der Versand an Packstation und Postfiliale direkt, letzteres finde ich ganz praktisch, hat die Galeria Kaufhof doch bis 20 Uhr geöffnet und hat auch einen Postshop, der als Filiale gilt nur mit Arbeitnehmerfreundlicheren Öffnungszeiten.

Das mit der Mindestwandstärke kannst Du umgehen. Solange der Warnhinweis auf der Materialseite gelb ist, kannst Du im Warenkorb unter Deinen eigenen Modellen eine Option ankreuzen: "Print-It-Anyway".

Das mit dem Umrechnen kannst Dir in Zukunft sparen. Bei einer deutschen Rechnungs-Adresse im Kundenkonto wird dann automatisch in EUR und mit 19% Umsatzsteuer angezeigt.

Interessantes Modell übrigens :gfm:

Gruß,
Torsten
Moin Torsten,

tja, ich habe zwar eine Deutsche Adresse hinterlegt, aber bekomme die Übersicht weiterhin in US$ - trainiert das Kopfrechnen :lol: . Die Rechnung und die Bezahlung per Paypal war in der Tat dann in Euro.

Das "Print-it-anyway" ist interessant, soweit habe ich das bei PLA gar nicht ausprobiert. Die unterschiedliche Mindestdicke an sich dürfte auch gar kein Problem darstellen, aber die Preise sind da leider nicht günstiger als mein bisheriger "Produzent" (marktübliche Kosten halt). Allerdings kann shapeways natürlich auch große Mengen liefern, was ich dem netten Kollegen mit dem 3D Drucker nicht zumuten möchte.

Bisher nur positive Rückmeldungen zu Shapeways und auch bei Tests im Netz schneidet die "alteingesessene" Firma recht gut ab - bin schon sehr gespannt auf die Resultate.

Beste Grüße
Jens
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Re: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#8

Beitrag von torsten83 » Di 17. Apr 2018, 15:20

Hallo Jens,

ach, scheinbar kann man seit 2015 die Ansichtswährung wechseln, jedoch sollte die Berechnung an Dich in EUR erfolgen laut der Darstellung: https://www.shapeways.com/blog/archives ... ncies.html

Die Qualität und die Lieferzeiten sind schon mal schwankend, im ganzen bin ich mit shapeways jedoch sehr zufrieden. Wie Deine Vergleichsrechnung zeigt, ist shapeways auch relativ gerechnet nicht exorbitant überteuert (was gelegentlich auch hier Forum ausgesagt wird). Zudem der Service von shapeways immer hilfsbereit, freundlich und schnell ist. Mir wurde auch mal eine Datei überarbeitet, an einer Stelle, die ich mit Tinkercad einfach gar nicht bearbeiten konnte, weil dort der Fehler nicht existent war - berechnet hat man das nicht.

Bei der Lackierung von FUD/FXD-Modellen ist mir zuletzt aufgefallen bei einem Test, dass der CORAX Grundierer aus den "Games Workshops" überraschend gut taugt. Ich habe bisher nur den hellen ausprobiert, kaufe mir dieser Tage aber auch mal eine Flasche mit dunklem.

Gruß,
Torsten


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

#9

Beitrag von Jens Merte » Di 17. Apr 2018, 20:06

torsten83 hat geschrieben:
Di 17. Apr 2018, 15:20
Hallo Jens,

ach, scheinbar kann man seit 2015 die Ansichtswährung wechseln, jedoch sollte die Berechnung an Dich in EUR erfolgen laut der Darstellung: https://www.shapeways.com/blog/archives ... ncies.html
Ach siehste - soo einfach, ganz unten auf der Seite kann man das tatsächlich wählen. Nun habe ich alles in Euro :D

Danke! :clap:
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Re: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#10

Beitrag von Jens Merte » Sa 21. Apr 2018, 01:07

Jens Merte hat geschrieben:
Mo 16. Apr 2018, 13:46


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 :roll: ). 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).
Shapeways war sehr schnell und hat heute schon geliefert:

Bild

Die Loco Buggy in SLS sind in der Farbe deutlich heller als die PLA (hinten). Hier könnte man eigentlich die noch günstigere weiße Variante verwenden (ca. 3,-- Euro pro Stück) und diese dann lackieren. Das SLS Material eignet sich da im ersten Test wesentlich besser als PLA.
Vom "Fühlen" her ist der SLS Loco Buggy etwa vom gleichen Gewicht und Stabilität, aber irgendwie fühlt es sich auch "sandig" an (nicht negativ gemeint).
Für die Achsen müssen die Rahmen etwas auseinander gebogen werden, was bei dem SLS Material problemlos möglich ist.

Bild

Die polierte Flächen, wie auch die Details der Achsdeckel, sind meiner Meinung nach feiner und besser als beim PLA.

Was allerdings nicht auf Anhieb funktioniert: Die Achsaufnahme, die speziell für den 3D Druck mit PLA optimiert ist. Auf PLA laufen die Achsen, auf dem offensichtlich raueren SLS hingegen nicht. Die Achsen bewegen sich so nur sehr schwer. Erst nach dem "aufbohren" der Aufnahmen mit einem kleinen Schraubenzieher und etwas Öl laufen die Achsen relativ frei. Die Achsaufnahme müssten also geändert werden.

Eventuell werde ich da noch mal einen Test in Weiß mit geänderter Achsaufnahme machen. Da zum einen aber auch die Achsen "rar" werden und weitere Achsen nachkaufen angesichts der nachlassenden Nachfrage (die bei einem Preis von 36 Euro pro 4 LB wohl auch nicht wesentlich steigen würde) eher ein Risiko ist, wäre eine Weiterentwicklung eher zum "Befriedigen" der eigenen Neugierde.


Viele Grüße
Jens
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In SLS geht einiges mehr...

#11

Beitrag von Jens Merte » Di 8. Mai 2018, 12:41

Moin Moin!

Bei der Vorstellung der Loco Buggy oben hatte ich ja schon auf das Problem bei zu kurzem Achsabstand im Drehgestell und die Lösung dazu "in Echt" von RailAdventure hingewiesen (siehe https://www.eurailpress.de/fileadmin/us ... Inhalt.pdf ).

Ein 3D-Modell hatte ich zwar schon länger, der Druck in PLA gestaltete sich aber schwierig (Stützgeometrie und weitere Details). Mittlerweile habe ich mich ja (Dank dem Hinweis in diesem Forum) mit alternativen Verfahren beschäftigt und in Selective Laser Sintering bei Shapeways erste Prototypen erstellen lassen. Die Achsen sind wieder die bewährten Achsen von der Märklin-RoLa. Um die Einsatzmöglichkeiten zu erweitern (wer hat schon gerade eine kapspurige Gleisbaumaschine zur Hand :-), ist der Transportwagen im Modell gleich mit Spurrillen für drei verschiedene Spurweiten (H0, H0m, HOe) ausgestattet:

Bild

Im Einsatz:
Bild

Bewegte Bilder gibt es unter: viewtopic.php?f=27&t=158742&p=1830475#p1830475

Wer sich für die 3D Modelle interessiert: https://www.shapeways.com/designer/jensmerte/creations

Beste Grüße
Jens
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Re: 3D-Modell selbst und „fremdgedruckt“ im Vergleich

#12

Beitrag von Jens Merte » So 13. Mai 2018, 14:44

Jens Merte hat geschrieben:
Sa 21. Apr 2018, 01:07

Was allerdings nicht auf Anhieb funktioniert: Die Achsaufnahme, die speziell für den 3D Druck mit PLA optimiert ist. Auf PLA laufen die Achsen, auf dem offensichtlich raueren SLS hingegen nicht. Die Achsen bewegen sich so nur sehr schwer. Erst nach dem "aufbohren" der Aufnahmen mit einem kleinen Schraubenzieher und etwas Öl laufen die Achsen relativ frei. Die Achsaufnahme müssten also geändert werden.
Moin Moin!

Ich habe mich da noch mal hinter geklemmt und die Achsaufnahmen in dem SLS Model optimiert - die original Märklin Achsen laufen jetzt super gut (besser als in PLA) und durch die Optimierung der Fertigung (es werden jetzt immer gleich vier Loco Buggy auf einmal gedruckt) ist der Stückpreis auch "rapide" gesenkt. Das Viererset ohne Achsen kann man hier https://www.shapeways.com/product/ASQCE ... er-profile jetzt selber drucken lassen. Mit Märklin Achsen ausgestattet kann ich den Satz mit vier Loco Buggy so für 29,50 Euro zur Verfügung stellen (solange der Achsenvorrat reicht).

Auch bei den Achsen funktioniert die Fertigung über shapeways, allerdings noch nicht serienreif. Ggf. dazu hier bald mehr.


Beste Grüße
Jens
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