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* HMA

Autor Thema: Schiffspropeller selbstgemacht - Anleitung zum 3d Modell und Druck(en lassen)  (Gelesen 3516 mal)

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Offline neg

  • Seekadett
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    • 3dnavy


Liebe Mitforisten,

seit einigen Jahren haben es mir nun schon die Torpedoboote der Kaiserlichen Marine angetan. In einem langen Langzeitprojekt schwebt mir dabei das ein oder andere virtuelle Modell vor.
Doch je tiefer man in die Materie eindringt, desto öfter stößt man auf ein neues interessantes Thema, dass es zu erforschen gilt.
In diesem Fall handelt es sich um den/die Schiffspropeller. Die dreidimensionalen Modelle der Google-Bildersuche sahen erschreckend unecht bzw. flach aus, der Modellbauzubehörmarkt gibt für diesen speziellen Typ auch erstaunlich wenig her.

Nicht nur, dass sich der Propellertyp im Laufe der Jahre (hier ca. 1905-1918) änderte, auch der Durchmesser variierte von Boot zu Boot.
Zum Glück fand ich ein zeitgenössisches Dokument "Der Schraubenpropeller; 1906", dass mir die Grundlagen näher brachte. Einfacher wurde es dadurch nicht. Es reicht eben nicht, dass ein Propellerblatt von der Nabe nach außen immer dünner wird, auch auf einer Radiuslinie verändert sich Dicke von der Eintritts- zur Austrittskante. Zusätzlich, als kleines Sahnehäubchen sozusagen, ändert sich aber auch noch die Steigung des Propellers mit zunehmendem Radius.

“Normale” 3d-CAD Programme schieden für mich, für diese spezielle Geometrie, aus. Ich entschied mich dafür, einen Testpropeller im kostenlosen 3d Visualisierungsprogramm Blender zu modellieren und möchte euch nun meinen Weg kurz vorstellen.
  • Begonnen habe ich damit, die Dicke des Propellerblattquerschnitts an verschiedenen Radien als Linie darzustellen
  • aus jeder dieser Linie habe dann eine schraubenlinienförmige Fläche erstellt, die Steigung der Schraube nimmt hierbei mit zunehmenden Radius ab
  • dann die Außenflächen verbunden und
  • die Außenkontur entsprechend der Blattform angepasst
  • als Nächstes folgte die Anpassung der Eintritts- und Austrittskanten
  • nun musste das Blatt mit dem Nabensegment (120° Segment=360°/3 bei einer 3-Blattschraube) verbunden und verrundet werden
  • zum Schluss wurde das ganze drei Mal im Kreis (120°) angeordnet und noch geglättet
  • für einen Propeller der entgegengesetzten Drehrichtung müsste man nun nur noch das fertige Modell spiegeln

« Letzte Änderung: 02 August 2017, 08:54:39 von neg »
Viele Grüße
Robert

Offline neg

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Das Tollste kommt aber noch. Das nun fertige Modell entspricht genau dem Datenformat das man für einen 3d Druck benötigt (Export-> .stl).
Auf shapeways.com  habe ich daraufhin gleich zwei Materialien ausprobiert (Bronze und Kunststoff (frosted extrem Detail)), das Ergebnis hat mich wirklich beeindruckt. Vielleicht lag es auch daran, dass es meine erstes gedrucktes Teil war, was nach kurzer Zeit im Briefkasten landete.

Als nächstes versuche ich mich vielleicht an einem Beiboot oder einem Scheinwerfer oder einem Torpedorohr oder einem Anker….es gibt so viel zu tun.

Viele Grüße
Robert




Viele Grüße
Robert

Offline xrz100

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Respekt, tolle Leistung im CAD Bereich, das sieht sehr gut aus. Ich habe meine 69 mm Propeller für das Torpeodboot WOlf (1:35) im UK Prop Shop gekauft und prop Propeller, knapp 90 EUR bezahlt, kannst du mir verraten wie viel Dein Bronzepropeller gekostet hat und , meine nächste Frage wäre, wie Du ihn an der Welle befestigst?

bis denne

Christian

Offline neg

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Der Link Ergebnis im obigen Beitrag führt direkt auf mein freigegebenes Modell.
Die Preise sind die tatsächlichen Herstellungskosten vom Dienstleister bei einem Durchmesser von 2,9cm.
Bronze: 22,33€
Kunststoff frosted Ultra Detail: 6,09€
Kunststoff frosted Extrem Detail: 7,1€

Ich hänge nochmal ein Screenshot der Seite an.
Sicherlich gibt es auch noch andere Dienstleister, die habe ich aber noch nicht getestet.
Da ich selbst aus Mangel and Platz, Werkstatt und Können bzw. Übung kein richtiges Modell baue, stellte sich die Frage der Befestigung bisher nicht. Die aktuelle Version hat aber eine hohle Nabe, da könnte man spontan:
  • bei einem kleineren Loch ein Gewinde schneiden
  • einen Zapfen oder eine Buchse einlöten
Sicherlich wäre es sinnvoll, die Nabe auf einer Drehbank zentrisch aufzubohren. Ich habe bisher noch nicht getestet wie rund er mit der gedruckten Bohrung läuft.
Eine weitere Frage ist auch, ob es tatsächlich die teurere Bronze sein muss oder ob evtl. auch die Kunststoffvariante reicht.

Gruß
Robert
Viele Grüße
Robert

Offline juergenwaldmann

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Hallo Robert ,
da ist Dir ein Meisterwerk gelungen , vollen Respekt dafür !!
Gruss  Jürgen

Offline s142

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Hallo Robert

Das sieht sehr gut aus. Leider besitze ich nicht die Fähigkeit  3 D zu Zeichnen.
Bin gespannt auf die Haltbarkeit der Kunststoffschrauben.

MfG
Chris

Offline neg

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Hallo und danke,

haltbarer ist sicherlich die Bronzevariante. Aus Mangel an Modellen kann ich nichts zur Haltbarkeit sagen.
Auf den ersten Blick wirken beide Varianten aber erstaunlich stabil.
Blender als Software habe hauptsächlich aus folgenden Gründen einer CAD Software vorgezogen,
  • es ist kostenlos und zwar legal
  • man kann direkt das zu druckende Gitter editieren
  • es gibt tausende Videos Leitungen und Tipps im Internet
  • mit der "freestyle" Funktion bekommt man die Möglichkeit 2d Zeichnungen zu erzeugen, die man dann in z.B. in Inkscape weiter bearbeiten kann
  • vom fertigen Modell kann man auch 360° Panoramabilder erzeugen,
    die dann so aussehen wie die Aurora auf dieser Webseite (runter scrollen "360°")http://xn--80aafkaxf1bmdcbg.xn--p1ai
Also alles aus einer Hand und läuft auf meinem Laptop!
Es ist nie zu spät etwas Neues zu lernen, nur zeitaufwändig  :TU:)

Gruß
Robert


« Letzte Änderung: 02 August 2017, 21:37:43 von neg »
Viele Grüße
Robert

Offline Aquarius

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Sehr sehr beeindruckend  :TU:). Erstmal vielen Dank für diesen erstklassigen Beitrag. Bisher habe ich Modelle immer konventionell gebaut. Der 3D-Druck ist aber eindeutig das Verfahren der Zukunft. Mein Interesse gilt, wie du vielleicht bereits aus Forum und HMA entnommen hast, den Siebelfähren. Mich würde sehr interessieren, wie du die Aussichten einschätzt, eine Siebelfähre als 3D-Modell zu erstellen und dann per Druck auch in die reale Welt zu holen. Da Siebelfähren modular aufgebaut sind (u.a. 14 identische Rumpfpontons, 2 identische Vorderkaffen, 2 identische Endschiffe) denke ich, dass etliches mit "copy und paste" zu erledigen ist. Die zahlreichen Varianten dieser Fahrzeuge wären dann immer noch Herausforderung genug, wenn es gelänge gewissermassen die Grundbestandteile als Druckvorlagen für alle an solchen Modellen interessierten Freunde bereitzustellen.
Wäre das mit vertretbarem Aufwand machbar?

Mit besten Grüßen
Aquarius


Offline s142

  • Kapitänleutnant
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Hallo Aquarius

Meine Meinung zu deiner Anfrage/ deinem Vorschlag.Der Druck ist immernoch sehr teuer. ( siehe mal Baubericht von Dergl
hier im Forum).Die beste/ günstigste  Variante ist die Grundbauteile als Frästeilesatz zu erstellen.Wenn du dazu nährere
Informationen haben möchtest kannst du dich gerne mit einer PN an mich wenden. :MG:

MfG
Chris

Offline neg

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    • 3dnavy
Hallo Aquarius,

man muss auch hier differenzieren. 3d Druck wird in absehbarer Zeit nicht das Standardverfahren für alle Teile werden. Die Stärken liegen meiner Meinung nach in der Einzelstückfertigung und in  der Herstellung von Teilen, die auf konventionellem Weg bis her gar nicht oder nur sehr schwer gefertigt werden können.
Der Preis ist in den letzten Jahren schon stark gefallen, ob das so weitergeht wird sich zeigen. Da aber inzwischen schon viele Nutzer bereit sind die aktuellen Preise zu bezahlen, ist es fraglich ob es noch viel weiter nach unten geht.
Ich habe bisher keine Erfahrung mit der Beständigkeit dieser Teile, insbesondere denke ich da an die UV-Beständigkeit. Es wäre ja schade wenn ein Modell nach ein paar Jahren einfach zerbröselt.
Zu deinen Fähren fallen mir zwei Hinweise ein.
1.   Die Zeit die man in das 3d Modell investiert ist ja nicht verloren, denn das altert nicht.
2.   Bei einer größeren Anzahl an Gleichteilen könnte man doch eine Gussform als gedrucktes Teil herstellen lassen. Entweder aus Wachs oder Kunststoff, davon könnte man sich günstiger eine große Anzahl von Kopien herstellen.

Viele Grüße
Robert

Viele Grüße
Robert

Offline Aquarius

  • Seekadett
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Hallo Chris und Robert,

danke für eure Hinweise. Insbesondere Roberts 1. Hinweis hat es mir angetan. Das 3D-Modell scheint mir zunächst auch erstrebenswerter als das gedruckte Modell. Ich habe da noch einen weiteren Aspekt, der mir wichtig erscheint. 3D-Modelle kann man mit anderen teilen, ohne etwas zu verlieren. Wer sich für das Vorbild des Modells interessiert ist sicher auch bereit eigene Leistung zur Erstellung und Verbesserung des Modells einzubringen. Ich könnte mir also vorstellen, dass eine Gruppe Interessierter so ein Projekt gemeinsam angeht. Verbunden durch unser Forum könnte also  eine beliebige Zahl von Menschen auch aus ganz verschiedenen Orten unserer Erde etwas für die Allgemeinheit wie auch für jeden Einzelnen erstellen.
Aber jetzt mal zurück zu euren konkreten Vorschlägen. (Automatisiertes) Fräsen planer Teile, die dann zu 3 dimensionalen Objekten montiert werden ist sicher eine Option um nervtötende Wiederholungsarbeiten zu minimieren. Allerdings bin ich mir nicht so sicher, ob die Details z.B. Nietungen im Massstab 1:35 dann nicht doch aufwendiges Nacharbeiten erfordern.
Einmal teuer und detailreich drucken und dann viele Male abgießen ist ja eigentlich genau das, was die kommerziellen Polystyrolmodell-Anbieter auch machen. Sie lassen sicherlich aufwändige und teure Druckgussformen erstellen, mit denen dann sehr viele Polystyrol-Modellbausätze hergestellt werden. Früher waren für die Formerstellung aber Werkzeuge und Materialien erforderlich, über die der durchschnittliche Modellbauer nicht verfügte. Heute reicht ein PC, eine kostenlose Software und die Bereitschaft sich damit auseinanderzusetzen. Und solange die erarbeitete 3D-Modell Datei auch direkt zum Druck gegeben werden kann, bleibt die Entscheidung dies zu tun ja auch für jeden offen.
Also ich werde mich dann wohl doch mal ein wenig mit "Blender" befassen.

Mit besten Grüßen
Otto

PS: Ach ja die Haltbarkeit  :-D - Jeder Marineerfahrene weiß doch dass letztlich nur der Lack den ganzen Seelenverkäufer vor dem Auseinanderfallen schützt.
 
 

Offline s142

  • Kapitänleutnant
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Hallo  Otto

Deine Idee finde ich schon Klasse. Leider gibt es immer weniger Modellbauer die auf einen solchen Zug  " Aufspringen"
Die Kosten für einen Druck sind nicht zu unterschätzen. Der Vorschlag die einzelnen Segmemte zu giessen ist nicht falsch.  :MG:

Nähere Auskünfte  zum Druck kann eigentich nur   " Dergl" und " Xrz " hier im Forum tätigen . Die sind da voll im Thema .
( shapeways)

MfG
Chris

Offline xrz100

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Hallo Otto,

3D Druck hast seinen Vorteile bei komplizierten Geometrien, der Reproduzierbarkeit von Teilen die man mehrfach braucht (ich habe 3 x 105 mm Geschütze auf meinem Wolf aber zeichnen nur eines, ich habe auch 2 3erRohr Torpedolafetten auf dem Wolf, das will ich nicht bauen), im Teilen von Teilen und dem gemeinschaftlichen Arbeiten an einem Modell und dem integrierten Engineering von Motoren, Getrieben Schalter, Leitungen direkt in das Modell. Ich baue zusammen mit einem Anderen Modellbauer an einem Torpedo in 1:35 mit gegenläufigen Schraubenantrieb, hier gehen wir gerade durch die zweite Entwicklungsstufe, Torpedospitze und Ende kosten 11 EUR, da lohnt es sich nicht einen Gießform zu bauen oder Teile zu drehen – da ist der Druck eindeutig schneller und vor allem später im Shapeways shop auch für andere zu erwerben was bei meiner Heim Einzelarbeit doch mehr Aufwand Lagerhaltung und Zeit bedarf. Bei Shapeway stehen meine Modelle drin in 1:35 und 1:72 und werden bei Bestellung von Shapeways gefertigt – ich habe keinen Aufwand mehr dabei. Hier mal meine Modelle zur kursorischen Durchsicht damit Du einen Eindruck bekommst.
https://www.shapeways.com/shops/iron-models
Wenn Du 3D zeichnen kannst – und dafür gibt es kostenlose CAD Programme und genug YouTube Videos um zu lernen wie das geht – ist es einen sehr dankbare Fähigkeit die man dort gelernt hat, weil einem dann keinerlei Grenzen beim Modellbau gesetzt sind und solange man ein Bild vom Modell hat, diese Teile auch digital reproduzieren kann bis das Aussehen stimmt. Wenn man einen Plan hat geht es natürlich noch viel besser. Meinen Nebelkannen für das Schnellboot haben sehr anspruchsvolle und kleinen Armaturen mit Leitungen und Handrädern auf der Kanne sitzen, das zu bauen kann man machen, ob der Aufwand bei unter 15 EUR Bleibt ist fraglich, denn dafür verkaufe ich diese z.B. auf Shapeways weiter, siehe hier: https://www.shapeways.com/product/DT548E2DK/kriegsmarine-nebelkanne-in-1-35?optionId=58036360
Die Druckkosten stehen in großer Abhängigkeit vom Materialvolumen und dem Detailbedarf der Teile. Halbzeuge wir Platten oder Rohre drucken zu lassen macht wenig sinn, es sei denn Nietendetail bedingen dies. Es gibt aber viele Beispiele wo hybrid gebaut wurde Planmateriel angereichert um Detailmaterial von Shapeways.

Wenn Du einen von Leuten hast, die gemeinsam ein Modell bauen wollen und diese gemeinsam in CAD erstellen wollen ist das m.E. nur über digitale Zusammenarbeit möglich . Halbzeuge sollte man anderweitig herstellen da macht Drucken wenig Sinn. Bei der Siebelfähre könnte ich mir vorstellen, daß man Bug und Heck in 3D herstellt und den Rest dann aus einem Frässatz. Beim Heck könnte man auch gleich Motoren - und Wellenhalterung reindesignen dann muß man das nicht mehr nachfrickeln und die Ausrichtung stimmt bereits.

Meine  Gedanken zu diesem Thema

Bis denne

Christian

Offline Aquarius

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Hallo Chris und Christian,

ich entdecke, staune und lerne. Wir ihr vermutlich wisst bin ich der Typ, der Maßzeichnungen (2D) von Siebelfähren erstellt "http://historisches-marinearchiv.de/projekte/landungsfahrzeuge/siebelfaehre/beschreibung.php". Mein Rohmaterial sind Fotografien und technische Zeichnungen soweit vorhanden. Wenn es damit nicht weiter geht, benutze ich die Informationen aus technischen Regelwerken und Normen. Als Beispiel sei genannt, dass eben nicht jedes beliebige Mass bei einem I-Träger möglich ist, sondern nur solche Abmessungen, die auch hergestellt wurden. Einen I-Stahl der Höhe 234 mm findet man da nicht und auch eine Mutter mit einer Schlüsselweite von 32 mm und einem Gewinde M12 ist nicht realistisch.
Ich zeichne im Maßstab 1:10, da spielt eine Niete, wenn vorhanden, schon eine Rolle. Ohne eine Vorstellung vom 3- dimensionalen Objekt geht so etwas garnicht.
Für anspruchsvolle Modelle dieser Fahrzeuge in 1:35 stellen die Ponton Verbindungsschlösser, obere wie untere, sowie die aus den Seitenverkleidungen hervorragenden Enden der I-Querträger mit den angeschraubten Relingshaltern Objekte dar, die in mehrfacher Ausführung (Schlösser jeweils 32 mal, Trägerenden 16 mal pro Modell) benötigt werden. Möglicherweise sind diese nicht trivialen Objekte gute Kandidaten für eine Erstellung im 3D-Druck.
Eine Pontonseite mit Nietmuster (28 mal pro Modell) ist eine andere Herausforderung. Klar ist, dass die ebene Platte natürlich preiswerter aus ABS-Platten geschnitten werden kann. Aber macht es möglicherweise Sinn, eine sehr dünne (0,5 mm starke) Folie zu drucken, die das Nietmuster wiedergibt, und diese dann auf stärkeres ABS-Material aufzudrucken ?  Dagegen steht dann die Option einmalig eine entsprechende Abgußform zu drucken. Ich merke schon, Möglichkeiten gibt es viele. Wie seht ihr Experten das?

Beste Grüße

Otto

 

Offline neg

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    • 3dnavy
​Hallo Otto,

auch wenn ich nicht direkt angesprochen wurde  :wink:, hier mein Tip​p​:
Versuche dich doch Mal an einem 3d Programm wie z.B. Blender und schau dir die Designhinweise (Wandstärken, kleinster Lochdurchmesser usw. ) auf Shapeways an.
Meiner Meinung nach wird sich dann der richtige Weg für dein Vorhaben von selbst ergeben. Ganz nebenbei vereinfacht es auch die Erzeugung von 2d Darstellung wenn man als Grundlage ein 3d-Modell hat.
Obwohl ich beruflich als Konstruktionsingenieur viel mit 3d Software zu tun habe, bleibe ich dabei, dass der Preis guter Software für Hobbyanwender zu hoch ist und Hilfen, Tutorials und Beispiele  selten kostenlos angeboten werden.
Hier ein paar Beispiele der Möglichkeiten von Blender:  :-D

Viele Grüße
Robert
Viele Grüße
Robert