Konstruktion in 3D

    Diese Seite verwendet Cookies. Durch die Nutzung unserer Seite erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies setzen. Weitere Informationen

    • Konstruktion in 3D

      Admin, 2019-04-09:
      Hier handelt es sich um die Auftrennung des Themas "Fahrzeuge der WEG". Der besseren Übersichtlichkeit wegen wurde hier der Faden "Konstruktion in 3D" eröffnet


      Hallo Axel,

      ja, ich betreibe die Entwicklung von Modellen gewerblich, aber nur für meine eigene Firma. Und die Übergänge von Hobby auf Beruf sind fließend - ich entwickle auf Hobby-Basis ein Modell für mich, dann kommen eine Reihe von Freunden und Bekannten mit der gefürchteten Frage: "Kannst Du mir auch so ein Modell bauen?" - und schon sind wir wieder gewerblich.

      Deine Frage nach dem Nähkästchen überfordert mich gerade etwas - was interessiert, wo soll ich anfangen? Aber ich nehme es gerne als Anregung mit, bei zukünftigen Projekten stärker den Blick über die Schulter zu ermöglichen. Und konkrete Fragen beantworte ich gerne, sofern es keine "Betriebsgeheimnisse" sind :)

      Viele Grüße
      Johannes
    • Hallo Johannes
      Mich würde es interessieren, wie Du an Projekte heran gehst und wie Deine Arbeitsablauf ist. Das ist ja noch vergleichsweise generisch... .
      Wie wählst Du Deine Fahrzeuge aus? Wie suchst und wo findest Du die Unterlagen zu den Fahrzeugen?

      Und im Fall des Triebwagens - was ja eine Gesamtkonstruktion ist - wie sieht typischer Weise eine Baugruppe aus?
      Ich fantasiere mal:

      T36-Baugruppe (Level 0)
      --- Wagenkasten-Baugruppe(L1)
      -------- Kasten (L2)
      -------- Fenster-Baugruppe (L2)
      -------- Inneneinrichtung (L2)
      -------- Anbauteile (L2)
      -------- ... (L2)
      --- Fahrzeugrahmen-Baugruppe (L1)
      -------- Grundrahmen (L2)
      -------- Antrieb (L2)
      -------- Radaufhängung (L2)
      -------- Anbauteile (L2)
      -------- ... (L2)



      Und was davon ist 3D Druck, was machst Du mit klassischem Modellbau, was mit Ätzen und werden verschiedene Druckverfahren verwendet?

      Ich glaube, viele hier haben Interesse aber irgendwie fehlt der Rote Faden. Und ein Waggon, Triebwagen oder eine Diesellok ist sicher einfacher als eine Dampflok oder eine Sondermaschine... ;)

      Vielleicht hast Du ja Lust uns hier zu "enablen"... Ach ja - und mich interessiert natürlich noch, welche 3DCAD/MCAD Du verwendest... :)

      LG,
      Axel
    • Hallo Axel,

      eigentlich bin ich im Modellstraßenbahnbau 1:87 beheimatet. Schwerpunkt ist dort der süddeutsche und speziell der Stuttgarter Raum (meine frühere Heimat). Damit ein Modell eine Chance auf Umsetzung hat, brauche ich entweder einen persönlichen Bezug zum Vorbild (Region, persönliche Erinnerungen etc.) oder eine besondere konstruktive Herausforderung (viele Typen gelten bei Modellstraßenbahnern als "nicht umsetzbar").

      Modellstraßenbahnen sind Segen und Fluch zugleich. Segen, weil die Modelle klein und, gerade bei Nachkriegsmodellen, detailarm sind. Die konstruktiven Hauptherausforderungen sind meist die runden Formen von Karosserie und Tonnendächern, die einen sicheren Umgang mit Freiformen erfordern, und gelegentlich exotische Antriebskonzepte, wie Lenkdreiachser, für die es keine Industriekomponenten gibt. Fluch ist die meist äußerst bescheidene Dokumentenlage. Originalpläne sind, sofern überhaupt noch welche exisitieren, nur schwer zu bekommen und die Zeichnungen in den diversen Publikationen weisen fast immer einen hohen Grad an künstlerischer Freiheit auf und sind somit für eine Modellgrundlage nur äußerst eingeschränkt zu gebrauchen. Im Laufe der Zeit habe ich daher ein gutes Auge entwickelt, um Fotos zu interpretieren und Detailmaße daraus zu rekonstruieren.

      Zur Eisenbahn kam ich "scheibchenweise". Erstes Vollbahnmodell war eine "Straßenbahn"-Güterlok der Filderbahn (zu sehen im zweiten Bild von oben), dann habe ich der Roco V65 ein MaK-D1000-Gehäuse, so wie es auf der Filderbahn im Einsatz war, verpasst.
      Bei den WEG-Modellen hat mich dann ein Hobbykollege angefixt ("wäre das nicht mal ein interessantes Modell?" - für mich als Nord-Stuttgarter fast eine rhetorische Frage), und das neu erschienene Buch "Neoplan auf Schienen" hat mir dann den Rest gegeben. ;)

      Die Baugruppen-Struktur orientiert sich derzeit noch stark an der übersichtlichen Struktur von Straßenbahnen: Dach, Karosserie, Chassis, Inneneinrichtung (meist nur ein Teil), Fahrgestell. Die Komplexität von Eisenbahnen ist aber um einiges höher, insbesondere bei den (bei Straßenbahnen nicht sichtbaren) Aggregaten im Unterbau. Hier fehlen mir oft die Kenntnisse, welchen Zweck welches Aggregat hat, aber zum Glück habe ich einen hilfsbereiten Kreis von Vorbildkennern, die mit kritischem Auge über meine Zeichnungen schauen. Hier werde ich zukünftig in der Zeichnung tiefer differenzieren müssen, um den Überblick zu behalten.

      Bei der Umsetzung (ich arbeite mit TurboCAD Professional) starte ich meist mit mit der Karosserie bis Dachkante. Ich beginne mit einem Klotz mit entsprechenden Aussenabmessungen, der nach und nach in Form gebracht wird - Abschrägungen (z.B. des Fensterbands), "Aushöhlen", Fensteröffnungen, Rundungen etc. Mit den allseits beliebten Extrusionen (aus einer 2D-Zeichnung durch "in-die-Höhe-ziehen" ein 3D-Modell machen) arbeite ich nur im Sonderfall, da ich eh meist keinen brauchbaren Grundriss habe. Im Fokus steht dabei immer gleich die modelltechnische Umsetzbarkeit und Druckbarkeit - Wandstärken, Hinterschneidungen, Details... Daher arbeite ich auch grundätzlich im Zielmaßstab, also 1:87.

      Der nächste Schritt ist die Konstruktion des Chassis um den zugekauften Antrieb herum, dann das Dach (was wegen der komplexen Rundungen meist viel Zeit beansprucht), dann der ganze Rest wie Inneneinrichtung, Gehäusedetaillierungen, Achslager, Unterbodenaggregate etc.

      Der letzte Schritt ist meist die Verglasung, die dann auf einer CNC-Fräse erstellt wird. Dazu erhält das Gehäuse entsprechende Taschen für ein passgenaues Einsetzen.

      Generell versuche ich so wenig Einzelteile wie möglich zu erstellen, getreu der Devise: was nicht angeklebt ist, kann nicht abfallen. Das erfordert manchmal Kompromisse, erhöht aber die Betriebssicherheit und Haltbarkeit. bei Straßenbahnen komme ich so mit meist 5 - 10 Teilen für Chassis und Unterbau aus; beim Füchslein sind es trotzdem schon weit über 20...

      Wenn möglich, vermeide ich zusätzliche Ätzteile oder kaufe sie zu (Weinert, AW Lingen). Die meisten Teile werden daher mit Stereolithografie gedruckt (kann ich selbst) oder im Einzelfall beauftragt (Sinterteile, SLS). Gelegentlich lasse ich auch besonders filigrane Teile in Messing schleudergießen. Nach Möglichkeit drucke ich selbst, da Fremdteile ein Modell noch teurer machen und Ätzteile die effiziente Montage bei Kleinserien häufig erschweren (und auch die Kosten treiben).

      Uff, das war jetzt viel Text; hoffentlich habe ich damit niemanden abgeschreckt ;)

      Zum Abschluss noch ein Blick auf den noch nicht ganz fertigen T36 von unten (Screenshot), auf dem auch die Baugruppen- und Ebenenstruktur erkennbar sind.



      Viele Grüße
      Johannes
    • Hallo Johannes
      Herzlichen Dank für diesen Einblick in Dein Vorgehen.
      Mir hilft es ziemlich, mein weiteres Vorgehen zu planen und mich nach und nach auch mal an solche Modelle zu wagen.
      Mal schauen, wie mein Wagenkipper wird und was ich dann als nächstes mache.

      Da ich beim Hersteller arbeite verwende ich NX von Siemens in der tagesaktuellen Version. Da fliesst dann Hobby und Beruf zusammen.

      Nochmals Danke! Ich weiss das wirklich zu schätzen.

      LG,
      Axel
    • Hallo Johannes,
      von Deinen "Triebfixen" bin ich restlos begeistert. Gehörst Du doch zu den wenigen Künstlern, die in der Lage sind, im 3D-Druck vernünftge Ergebnisse zu erzeugen!
      Bisher stand ich dieser Technologie, wohl auch berufsbedingt, eher skeptisch gegenüber. Habe ich bisher doch alles mit Anstückeln und Wegfeilen-/ Fräsen gefertigt. Auch ein im Institut beschaffter Fadendrucker hat mich nicht überzeugen können ( zumindest nicht für finale Produkte ).
      Nun hat diese Technologie des 3D-Drucks gewaltige Fortschritte gemacht. So daß ich doch langsam über Teile im 3D-Druck nachdenke. Die Konstruktion ist nun nicht mehr wirklich ein Thema- seit ich mit "Catia" spielen darf.
      Nun aber ein paar Fragen:
      Kompliziert geformte Teile habe ich immer als "Baugruppe" modelliert. Will heißen, zB. Einen Zylinderblock habe ich aus den Stirnwänden, Zylinder und Schieber, sowie den ganzen Flanschen (und anderem Krempel) zum fertigen Zylinderblock "zusammengesetzt". Läßt sich soetwas Drucken- oder muß hier der ganze Block als EIN Teil modelliert werden?
      Und welche Dateiformate "frißt" der Drucker?

      Viele Grüße
      Christian
    • Christian schrieb:

      ...Nun aber ein paar Fragen:
      Kompliziert geformte Teile habe ich immer als "Baugruppe" modelliert. Will heißen, zB. Einen Zylinderblock habe ich aus den Stirnwänden, Zylinder und Schieber, sowie den ganzen Flanschen (und anderem Krempel) zum fertigen Zylinderblock "zusammengesetzt". Läßt sich soetwas Drucken- oder muß hier der ganze Block als EIN Teil modelliert werden?
      Und welche Dateiformate "frißt" der Drucker?

      Viele Grüße
      Christian
      Hallo Christian
      Hallo Johannes

      Ich antworte mal - weil ich auch Sachen in 3D Druck mache.
      Der Arbeitsprozess geht ja wie folgt:
      3DCAD >> Export Datenformat (STL) >> 3D Drucker

      Von dem Prozess her gesehen ist es dem CAD egal, ob Du ein Einzelteil zeichnest oder eine "Baugruppe". Wobei man jetzt aufpassen muss, was das Vokabular angeht.
      Im 3DCAD gibt es Einzelteile und Baugruppen.
      Einzelteile können alles sein, was aus einem Volumenkörper besteht:
      Beispiel im Bild unten: Der Wagenkasten, der einzelne Puffer, ein Luftbehälter.

      Baugruppen sind eine Zusammenstellung (Kontext) von Einzelteilen mit z.B. Bedingungen wie die Lage im Raum und zueinander...
      Das Beispiel unten zeigt gleichzeitig auch die Baugruppe, die Johannes verwendet hat um die Einzelteile im Kontext zueinander zu konstruieren.

      Was fällt jetzt auf? Ein Puffer ist ja im Vorbild selbst eine Baugruppe aus mehreren Teilen. Hier im Beispiel ist der Puffer als EIN Einzelteil konstruiert.
      Das ist sozusagen die Freitheit, die man hat. Der Puffer kann als ein Teil gezeichnet und gedruckt werden oder als Topf mit Stössel - also zwei Teile oder auch mit Topf, Stössel und Grundplatte - also drei Teile...

      Das geht alles... für das Beispiel mit dem Zylinder ist dann z.B. möglich, den Grundkörper mit Flansch als ein Teil zu machen und z.B. Schieber etc. als weitere Teile zu konstruieren.
      Der Konstruktions- und Fügeprozess findet im 3DCAD statt und nicht mit Lötkolben, Flame oder Kleber in der Werkstatt.

      Bei den Datenformaten kommt es auf den Druckerhersteller an. So gut wie immer kann man STL (Stereolithografie) als Format verwenden. Beim Konstruieren ist es noch wichtig zu wissen, wie sich das Material verhält.
      Also alle die Punkte, die Johannes mal aufgeführt hat. Wenn Du nicht weisst, wieviel Stützstrukturen es braucht, dann wird es schwierig. Genauso, wie wenn das Druckersystem Dinge fehlinterpretiert.
      Wie das aussehen kann, kann man hier anschauen & nachlesen: h0-modellbahnforum.de/t318162f…achsen-53.html#msg3838866 (Du kennst ein paar der Personen ;) )
      Das Tendergehäuse war mit Nieten konstruiert worden. Der Drucker bzw. die Software hat daraus einen Steg gemacht. Vielleicht wäre es schon einfacher gewesen, wenn man das Tendergehäuse 45Grad aufgestellt hätte...

      Das Bild habe ich nochmals in meinen Beitrag verlinkt, weil es rechts die Baugruppenstruktur im 3DCAD zeigt...


      LG,
      Axel
    • Hallo Christian
      Eigentlich wollte ich nicht unterweisen ...
      Sondern Dich auf diverse Freiheiten hinweisen, die man mit der Arbeitsweise und der Mischung verschiedener Vorgehensweisen hat...

      Wenn Du in Catia (ich tippe mal auf V5?) Deinen Zylinder konstruierst, dann würde ich als erste das Ding komplett aus einem Stück machen um mal ein Gefühl zu bekommen, wo Du das gute Stück teilen willst.
      Also alles in ein CATPArt und fertig.

      Fang am Besten mit einem Sketch von einem Querschnitt an und extrudiere das in die gewünschte Länge. Dann kann man weitere Sketches da drauf machen (Boolsches Verbinden nicht vergessen) und bekommt so einen Volumenkörper.

      Bei den Details ist wichtig zu wissen, was der Drucker als feinste Struktur beherrscht. Beispiel Shapeways Ultra Frosted Detail - damit gehen 0.25mm. Es ist also sinnlos etwas zu zeichnen, was kleiner ist.

      Du musst im Model das für Dein gewähltes Verfahren passende Mass an Übertreibung finden. Also durchaus zu gross zeichnen. Sonst kommt nichts gescheites aus dem Drucker.

      Danach kann man dann in den Baugruppenmodus gehen und das Teil dahingehend ändern, dass es aus mehreren Teilen besteht. Also ein CATProduct plus x CATParts.

      Ich bin gespannt. Wir sollten dass dann separieren um Johannes seinen Thread nicht zu hijacken...

      LG,
      Axel
    • Hallo Christian, hallo Axel,

      als Thread-Besitzer muss ich auch noch meinen eigenen Senf dazu geben :D

      Jedes CAD hat so seine eigene Terminologie; den Begriff "Baugruppe" kennt mein CAD nicht wirklich, ich missbrauche die Layer dazu.

      Bei der Konstruktion hat man weitgehende Freiheit. Entscheidend ist nur, dass alle Einzelteile "wasserdichte" Volumenkörper sind. Diese können sich durchdringen, an Flächen berühren oder durch boolesch Vereinigung zu komplexen Körpern mutiert sein. Für den Druck wird jedoch EIN Körper ohne Durchdringung benötigt, der nur über eine Aussenhülle verfügt; das erledigt entweder das CAD beim Export in STL, eine zwischengeschaltete Fehler-Software (z.B. Netfabb) oder der Drucker direkt, je nach vorhandener Umgebung.

      Vor der Konstruktion empfehle ich, sich über die Rahmenbedingungen des vorgesehenen Dienstleisters und des Werkstoffs kundig zu machen. So gibt es meist Anforderungen zu Mindeststärken und minimalen Detailgrößen. In meiner Umgebung kann ich tragende Wände ab 0,6 mm und Details ab 0,15 mm drucken; bei den beiden bekanntesten Dienstleistern würde mir diese Dateien abgelehnt werden oder der Druck würde mir um die Ohren fliegen.

      Vieleicht würde sich langsam wirklich ein eigener Thread "Konstruktion in 3D" lohnen... :)

      Grüße, Johannes
    • Hallo Johannes,
      ich lese hier seit Beginn mit und habe schon viel gelernt.

      Johannes KH schrieb:

      (...)Vieleicht würde sich langsam wirklich ein eigener Thread "Konstruktion in 3D" lohnen... :)
      Auch wenn ich zur Zeit wenig eigenes Wissen beizusteuern habe (ich zeichne Modulkästen, Werkzeugkästen und Möbel in Sketchup, ansonsten habe ich von Konstruktion in 3D wenig Ahnung), finde ich das eine richtig gute Idee.

      Viele Grüße,
      Frank