Mein erster selbstgedruckter Güterwagen in Spur IIm

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Rolf
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Mein erster selbstgedruckter Güterwagen in Spur IIm

#1

Beitrag von Rolf » Mi 23. Jan 2019, 20:57

Hallo!

Nachdem ich schon länger hier mitlese, möchte ich jetzt auch mal etwas zeigen: Nämlich meinen ersten selbstgedruckten Güterwagen in Spur IIm. Da ich alle Bilder abends in meinem nicht allzu hellen Hobbyraum gemacht habe, musste ich oft blitzen, wodurch manche Gegenstände mehr glänzen als in der Realität.
Ich verwende einen Prusa i3Mk2S, einen sogenannten "Würstchenleger" (FDM-Drucker). Die Teile bestehen aus PLA und wurden mit einer Schichtstärke von 0,05mm gedruckt.
Der Wagen ist eine komplette Eigenkonstruktion. Vorbild war der Wagen Nr.1 der Feldabahn. Ich hatte aber nur eine Zeichnung und musste viele Details von anderen, ähnlichen Wagen ergänzen.

Hier ist erstmal das Fahrgestell zu sehen. Der Wagenkasten liegt dahinter schon zur Montage bereit.
Bild
Zusammengefügt und auf ein ebenfalls gedrucktes Gleis gestellt, sieht der fertige Wagen dann so aus:
Bild
Spannend wird es, wenn man daneben einen gekauften Wagen auf ein gekauftes Gleis stellt und beide vergleicht:
Bild
Hierbei fällt auf, dass an dem selbstgedruckten Wagen einige Fäden hängen. (sogenanntes Stringing). Ursache war ein Defekt des 3D-Druckers, den ich zunächst nicht finden und durch Software-Einstellungen nur teilweise ausgleichen konnte. Da in den Teilen des Wagens aber ca. 80 Stunden Druckzeit stecken, habe ich sie trotzdem zusammengeklebt..
Schaut man in die Wagen, dann sieht man folgendes:
Bild
Bei der Gestaltung des Wagenbodens ist der gekaufte Wagen im Vorteil. Der 3D-Drucker erzeugt hier ein Muster (eine Art Schraffur), die nicht zu dem dargestellten Material Holz passt und in meinen Augen sehr störend wirkt. Außerdem dauert es sehr lange, den Wagenboden zu drucken (ca. 15 Stunden). Auf dem Boden des gekauften Wagens sieht man dafür Angüsse.
Auf der Innenseite der Wände ist dafür der 3D-Drucker im Vorteil: Hier ist im 3D-Druck eine Detaillierung möglich, während der gekaufte (gespritzte) Wagenkasten hier glatt sein muss, damit er entformt werden kann. Allerdings hat der Ausdruck der Wände 20 Stunden gedauert.

Und hier je ein Blick auf die Achslager und Räder (erst gekauft, dann gedruckt):
Bild
Bild
Das gekaufte Modell hat die glatteren Oberflächen, aber dafür auch größere Materialstärken und weniger Details.
Das gedruckte Achslager hat eine sehr schlechte Oberfläche (lag wiederum an dem Defekt des 3D-Druckers). Auch sind einige vorhandene Detaiks (nieten) verschluckte worden. Es wirkt dafür aber insgesamt zierlicher. Die Materialstärke des Unterzuges liegt bei 0,5mm. So feine Drucke gelingen zuverlässig.
Dass das gedruckte Modell keine Bremsen hat, ist übrigens kein Fehler - das Original war ungebremst.
Das gedruckte Gleis soll übrigens eine maßstäblichere Alternative sein, sobald ich eine Lok auf Akkubetrieb umgebaut habe. Ja, es ist mit LGB-Radsätzen einwandfrei befahrbar. Der selbstgedruckte Wagen hat allerdings (ebenfalls gedruckte) Radsätze nach NEM.

Wie gut die Detaillierung beim 3D-Druck werden kann, zeigt das folgende Bild, das den Testdruck eines Achslagers nach der Reparatur des Druckers zeigt:
Bild
Mein Fazit ist:
Das konstruieren hat total Spaß gemacht. Obwohl ich was Fingerfertigkeit angeht ein recht ungeschickter Mensch bin, konnte ich ein Modell herstellen, das meinem Eindruck nach gegenüber einem einfachen Industriemodell nahezu auf Augenhöhe ist (zumindest aus einer üblichen Betrachtungsentfernung von etwa 50cm).
Allerdings ist die Technologie begrenzt. Würde ich die Wände eines geschlossenen Güterwagens drucken wollen, dann würde die Druckzeit dafür wahrscheinlich bei 100 bis 150 Stunden liegen. Das ist also an einem Wochenende nicht mehr zu schaffen.
Da ich aber weiter konstruieren und Modellbahnfahrzeuge für IIm selbst bauen möchte, habe ich mir mittlerweile eine kleine CNC-Fräse angeschafft. Künftig möchte ich also den Boden und die Bordwände aus Holz fräsen, während ich den Rahmen und alle Kleinteile (im Grunde alles, was beim Vorbild aus Metall ist) wohl auch weiterhin drucken werde.

Übrigens, bevor Missverständnisse entstehen: Der Wagen ist nicht komplett gedruckt. Die Radsatzwellen bestehen aus 3mm Rundmessing. Ich habe viele Versuche unternommen, sie auch zu drucken, aber ich habe es nicht hinbekommen.

So, jetzt bin ich auf Eure Kommentare gespannt.

Viele Grüße
Rolf


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Re: Mein erster selbstgedruckter Güterwagen in Spur IIm

#2

Beitrag von Ravenson » Do 24. Jan 2019, 00:57

Hallo Rolf

Etwas unfair für den LGB Wagen finde ich allerdings, dass du hier ein Modell aus den 70igern mit deinem Druck verglichen hast. Wagen jüngeren Datums die dann auch neuere Fahrgestelle hatten, waren auch sehr viel detailierter. aber in der Anfangszeig des Stahlformenbaus gab es noch gewisse Einschränkungen, wie z.B. dass man damals noch keine CNC Fräsmaschinen nutzen konnte.

Sehr viel detailierter könntest du so ein Modell aber sogar von hand anfertigen. Bzw. wird es am besten, wenn man bei jedem Bauteil abwäägt mit welchem Fertigungsverfahren man am besten dran ist.

Die Radsätze hättest du z.B. mit Übermaß drucken können und dann die Radkränze abdrehen, so laufen die Räder sehr viel runder. ABS erlaubt es die gedruckten Bauteile nachzuarbeiten. Die U-Profile hättest du beim Wagenkasten erst mal weg lassen können, dann wäre es sehr viel einfach den Wagenkasten nachzuschleifen, eventuell zu verspachtel, die Holzmaßerung einzuarbeiten und das Teil zu lackieren. Die Profile dann entweder aus Messing ansetzen, oder als gedruckte Teil, die man dann aber vorher wieder nacharbeiten sollte. Und die Nieten würde bei diesem Verfahren gar nicht drucken, für Details ist diese Drucktechnik einfach nicht geschaffen worden.

Und beim 3D Druck ist es auch sehr wichtig, dass man ein Teil schon vor dem Zeichnen so plant, dass es nachher gut gedruckt werden kann. Du musst sozusagen eins werden mit deinem Teil und dem Drucker.

Ich war früher mal Werkeugmechaniker bei der LGB als sie noch in Nürnberg war. Wenn man sich den LGB Kram heutzutage ansieht, dann verstehe ich allerdings auch, warum man hier auf die Drucktechnik hofft, denn was MärlGB da zusammen schraubt ist einfach nicht mehr das alte Produkt auf das Wolfgang Richter und früher noch sein Bruder Eberhard stolz gewesen wären.
Das die Wandstärken sehr dick sind, hat aber nichts damit zu tun, dass es nicht auch dünner gegangen wäre, man hat es damals einfach dicker gemacht, weil die Bahnen auch zum Spielen geeignet sein sollten und es sollte nichts kaputt gehen. Außer den Verschleißerscheinungen, welche man aber mit Ersatzteilen oder einer Reparatur im Werk schnell beseitigt hatte, ging an den Zügen eignetlich kaum etwas kaputt wenn man damit gespielt hat, da musste man schon vorsätzlich Gewalt anwenden.
Und manche Modelle sehen doch trotz ihrer Robustheit trotzdem sehr gut aus.

Gruß Matthias

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Re: Mein erster selbstgedruckter Güterwagen in Spur IIm

#3

Beitrag von Dölerich Hirnfiedler » Do 24. Jan 2019, 08:12

Hallo Rolf,

Ein schöner Wagen. Danke für den Bericht.
Ich habe gute Erfahrungen damit gemacht, solche Modelle mit Spritzspachtel zu lackieren. Das beseitigt die allermeisten Druck-Artefakte. Schleifen ist gar nicht unbedingt nötig. Danach lackieren.
Die Druckzeiten sind ja unmittelbar von der Schichtdicke abhängig. Ich habe nicht den Eindruck, das es sich lohnt bei solch relativ großen Teilen eine Schichtdicke von 0,05 zu nutzen. Der Gewinn zu 0,1 mm ist für mich nicht mehr wirklich augenfällig.
Gegen lange Druckzeiten helfen mehr Drucker. Wenn man in dieser Jahreszeit drei Drucker in einem Raum laufen hat, braucht man auch nicht mehr heizen. ;-) Wir haben jetzt drei Drucker im Haus. Und ich denke über einen vierten nach.

mfg

D.
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Re: Mein erster selbstgedruckter Güterwagen in Spur IIm

#4

Beitrag von Rolf » Do 24. Jan 2019, 22:25

Hoppla, da habe ich wohl vergessen etwas zu erwähnen:
Den Vergleichswagen habe ich deshalb ausgesucht, weil es der am schlechtesten detaillierte Wagen ist, der mir aus normaler "Anlagenbetrachtungsentfernung" noch gefällt. Anders gesagt: Wenn ich meinen eigenen Wagen genauso gut hinbekomme wie den Vergleichswagen, dann wird er meinen eigenen Mindestansprüchen genügen. Und das scheint mir weitgehend gelungen zu sein.
Wie alt der Vergleichswagen ist, war mir gar nicht bewusst - ich habe ihn 2010 gebraucht gekauft.

Die dünnen Wandstärken habe ich nur deshalb erwähnt, weil man leider oft liest, dass bei 1mm Wandstärke die Grenze des FDM-Drucks erreicht sei.
Und natürlich ist das Vergleichsmodell viel stabiler. Im Sommer kann ich es ohne Bedenken den Nachbarskindern zum Spielen im Garten geben - das geht mit meinem gedruckten Modell auf keinen Fall. Das war aber auch nicht mein Ziel.

Mein Ziel beim 3D-Druck ist es auch nicht, irgendwelche Industriemodelle zu übertreffen. Es gibt aber einige Vorbilder, die ich toll finde und von denen ich keine Industriemodelle kenne. Und da würde ich gerne das eine oder andere Fahrzeug selbst herstellen.

Dass man sich in den Herstellungsprozess hineindenken muss um gut zu konstruieren, sehe ich genauso wie Du. Ich denke, ein Stück habe ich da beim 3D-Druck schon erreicht, aber ich bin bei weitem noch nicht am Limit.
Der gleiche Prozess wird mir jetzt in Bezug auf die CNC-Fräse noch einmal bevorstehen. Und meinem ersten Eindruck nach kann man da noch viel mehr falsch machen.

Ansonsten bin ich für Tipps natürlich immer dankbar. Nur bin ich sowohl hinsichtlich meines Geschicks wie auch meiner Ausrüstung etwas eingeschränkt.
Beispielsweise würde das Überdrehen der Radsätze voraussetzen, dass ich eine Drehbank hätte und damit auch umgehen könnte.
Auch möchte ich wegen der Dämpfe ungern ABS drucken. Ich werde aber mal schauen, ob PETG eventuell eine Alternative ist.
Ebenso habe ich leider nicht die Möglichkeiten, Farbe zu spritzen (oder Spritzspachtel zu verarbeiten). Lackieren ist bei mir eh eine große Schwäche - ich habe schon mehr als ein Modell durch ungeschicktes bepinseln ruiniert. Daher bin ich damit extrem vorsichtig. Soweit möglich, werde ich daher Kunststoff verwenden, der bereits die passende Farbe besitzt, so dass ich allenfalls noch ein bisschen altern muss (und vielleicht den Glanz brechen).

Was ich aber fest vorhabe: beim nächsten Wagen die U-Profile am Wagenkasten nicht mitdrucken, sondern nachträglich ansetzen. Dadurch sehe ich außer den von Euch bereits genannten noch die folgenden weiteren Vorteile:
- Die Wände des Wagens könnte ich dann nicht nur drucken, sondern auch aus Holz CNC-fräsen.
- Die U-Profile selbst könnte ich dann direkt aus schwarzem Kunststoff drucken. Ich könnte sie auch in Überzahl herstellen, mit matter Farbe streichen, und dann nur die gelungenen beim Zusammenbau einsetzen.

Viele Grüße
Rolf

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Re: Mein erster selbstgedruckter Güterwagen in Spur IIm

#5

Beitrag von Dölerich Hirnfiedler » Do 24. Jan 2019, 22:40

Rolf hat geschrieben:
Do 24. Jan 2019, 22:25

Ebenso habe ich leider nicht die Möglichkeiten, Farbe zu spritzen (oder Spritzspachtel zu verarbeiten).

Hallo Rolf,

Spritzspachtel gibt es in Spraydosen. Die handwerklichen Anforderungen an die Verarbeitung sind wirklich extrem gering und das Material ist nicht teuer. Am anspruchsvollsten ist das schütteln der Dose. Nein, das ist kein Witz. Man sollte eher 5 Minuten kräftig schütteln als 2 Minuten nachdem die Mischerkugel lose ist. Und nach 5 Minuten weiß ich, was ich getan habe. Ich benutze AUTO-K BASIC Spritzspachtel Grau. Der Filler ist auch nach wenigen Minuten trocken. Idealerweise sollte man aber unter freiem Himmel arbeiten und Farbe und Teil sollten mehr als 10°C haben. Probiere das einfach mit ein paar Ausschussteilen.

mfg

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Re: Mein erster selbstgedruckter Güterwagen in Spur IIm

#6

Beitrag von Rolf » Fr 25. Jan 2019, 18:59

Ok, danke für den Tipp. Ich werde das ausprobieren, sobald es draußen wieder 10°C warm ist.

Viele Grüße
Rolf

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