Vorstellung: Minenjagdboot 331B (CAD-Modell mit Pro/ENGINEER)

[Dergl]

Hallo Forum,

generell haben wir hier begonnen, uns über Modellbau mit CAD zu unterhalten. In diesem Thread hatte ich auch versprochen, mein CAD-Modell des Minenjagdbootes LINDAU M1072 im Maßstab 1:72 vorzustellen. Dies möchte ich nun hier in einem eigenen Beitrag erfüllen, wobei ich nicht allzusehr auf das CAD-Modell eingehen werde, sondern eher auf das Boot selbst. Das CAD-Modell ist also "nur" das Hilfsmittel.

Zur Historie
Ich bin in Crew `84 auf der LINDAU als Schiffstechniker gefahren, nachdem ich von der FULDA dorthin versetzt wurde. Bereits Ende der 80er Jahre habe ich den Schiffsrumpf zu Hause am Zeichenbrett nachkonstruiert und auch in 1:50 als Spantenmodell mit Balsaholz erstellt. Hierbei sind mir einige Fehler in meiner Zeichnung aufgefallen.
Im Jahr 2000 kam ich auf die Idee, das mir mittlerweile recht geläufige 3D-CAD zur Erstellung der Rumpfpläne zu benutzen. Fernziel war, ein fahrtüchtiges Schiffsmodell komplett in Eigenbau zu erstellen.

CAD-Studien
Zunächst habe ich einige Studien durchgeführt, inwiefern Schiffsmodellbau mit 3D-CAD vorgenommen wird. Dabei habe ich mir Modellbausätze gekauft und diese nachmodelliert. So sind entstanden: VW Kübelwagen (Tamyia 1:72), Opel Blitz (Italeri 1:72), Deutsches Schnellboot der 10er-Bauserie (Airfix 1:72), Bordhubschrauber Westland Sea Lynx (Revell 1:72), Me109 (Revell 1:72), Dampflok Baureihe 01 (Revell 1:72), U-Boot Typ XXI (Revell 1:144 - mit Innenräumen). Jedes dieser Studienprojekte hatte ein definiertes Ziel, z.B. die Untersuchung von stromlinienförmigen Flächen und Schraubenpropellern in der Modellierung (beides in der Me109) oder die CAD-interne, strukturelle Gestaltung ähnlicher, spiegelsymmetrischer Bauteile mit teilweise gleichen Konstruktionelementen (Dampflok). Diese Studien haben 2 Jahre gedauert und sich etwas in die Länge gezogen. Bei der Modellierung des Schnellbootes habe ich nämlich einigen zusätzlichen Bedarf gesehen. Und schließlich hatte ich nur an Wochenenden die Zeit und Gelegenheit, wobei sich jedes Studienprojekt auf ca. 80 Stunden hinzog... das XXIer U-Boot mit seinen 200 Stunden mal ausgenommen.

Virtueller Modellbau
Während der Modellierung des XXIer Bootes habe ich festgestellt, das es mir mittlerweile nicht mehr darum geht, eine CAD-Vorlage für den Funktionsmodellbau zu erstellen, sondern das CAD-Modell an sich mein Hobby ist. Ich habe es virtuellen Modellbau genannt.

Das CAD-Modell (erster Bauabschnitt - Außen)
Im Herbst 2003 habe ich also begonnen, das 1:72 Modell der LINDAU zu erstellen, mir bewusst, das es ein paar Jährchen dauern könnte. Ich habe dabei den Modellbau-Charakter beibehalten, indem ich z.B. grundsätzlich die fertigungsgerechte Spritzgussform im Auge behielt und auch Befestigungsstifte und -Löcher oder auch Montagegesichtspunkte berücksichtigte. Im Laufe eines Jahres habe ich die komplette Außengeometrie erstellt. Das sind ja 600 Bauteile und 80 Baugruppen.

Das CAD-Modell (zweiter Bauabschnitt - Innenräume)
Nach Fertigstellung der Außengeometrie begann ich die Innengeometrie zu erstellen, wie ich es bei dem XXIer U-Boot auch schon mal durchführte... nur diesmal viel viel detaillierter. Zunächst habe ich meine alte Fotosammlung durchgesehen, leider mit nur wenig Ertrag. Wer hätte denn schon in den 80ern daran gedacht, das ich jemals eine Hauptmaschine nachbauen wollte? Netterweise hat der Museumsdirektor des Marinemuseums in Whv sich seinen Schlüsselbund und eine Stunde Zeit für mich genommen, um mit mir im Keller der WEILHEIM herumzuturnen.
Aktuell habe ich also 2 Jahre an der Innengeometrie gesessen, habe das Zwischendeck fast komplett fertig, und das Hauptdeck etwa zur Hälfte. Dies sind ca. 1000 Bauteile und 130 Baugruppen. Hervorzuheben dabei ist, das alleine die Rekonstruktion der Rohrleitungen (Seewasser, Kraftstoff, Frischwasser, HiPress, Abluft) aktuell alleine ca. 400 Bauteile umfasst. Hier brauche ich wohl noch mal 1-2 Jahre, bis die Innereien fertig sind. Und wenn mich der Ehrgeiz treibt, kommt noch die Leck- und Lecklenzanlage mit allen Rohren noch dazu.

Weitere, künftige Bauabschnitte
Wenn dann mal die Geometrie des eigentlichen Modells fertig sein sollte, kann ich mir vorstellen, die Einzelteile in die entsprechenden Spritzguss-Formen zu überführen und auch die Negativ-Formen abzuleiten. Spasseshalber kann man mit meiner Software auch Spritzguss-Simulationen durchführen, was jedoch allerhöchstens meinen fehlenden Wissensstand in diesem Fachgebiet aufzeigen würde. Zusätzlich kann man dann daran denken, die Montageschritte des Modells in einer Bauanleitung darzustellen.

Soviel also nun zum CAD-Modell generell. In diesem Beitrag möchte ich Euch also in loser Folge anhand des CAD-Modells den äußeren und inneren Aufbau eines 331er nahebringen. Damit man nicht allzu viel lesen muss, werde ich dies in Form von Screenshots aus dem CAD heraus vornehmen, jeweils mit einigen Bemerkungen versehen. Anfragen zu Details sind natürlich erwünscht, welche ich dann gerne als zusätzliche Screenshots liefern werde. Geplant ist z.B. die detaillierte Beschreibung des Achterdecks, des Krans und der Winde oder der 40mm "Putackenschleuder" auf der Back. Später gehts dann in den Keller, z.B. in die Abt. I (Rudermaschine). Oder ich kann auch themenbezogen vorgehen, wie die Beschreibung der Kraftstoffanlage oder die Aufstellung der Haupt- und Hilfsaggregate. Mal sehen.

Na denn ma los

Detlef

[Dergl]

Hier nun der erste Einstieg: Ein genereller Überblick!

[Dergl]

Sehen wir uns mal das Achterdeck an:

[winni]

Super interessant. Das könnte,wenn man es weiter spinnen mag,eine ganz neue Art von virtuellen Bauplänen ergeben,in denen man am PC z.B.an beliebigen Stellen rein zoomen kann,oder alles drehen und Teile abnehmen kann.

[kalli]

Ich bin begeistert. Das gibt der Modellbauabteilung eine ganz neue und auch für den Nichtmodellbauer interessante Facette. 

[Dergl]

... könnte,wenn man es weiter spinnen mag,eine ganz neue Art von virtuellen Bauplänen ergeben,in denen man am PC z.B.an beliebigen Stellen rein zoomen kann,oder alles drehen und Teile abnehmen kann.

tja winni, das könnte nicht nur, sondern ist. In der Industrie ist es mittlerweile Standard, das die Produktentwicklung mit 3D-CAD vorgenommen wird. So etwas einzuführen ist seit einigen Jahren mein Job.

Nennen wir es einfach mal den "Digitalen Prototyp" den man dann jederzeit aus allen Sichtweisen ansehen kann und diverse Simulationen durchführt. Nehemn wir nur einmal die einfachste Überprüfung, z.B. auf Kollision oder ob alle Bauteile zusammenpassen. Und dann geht es natürlich viel weiter, das man Simulationen von Spritzgießverfahren macht, strukturmechanische Überprüfungen auf Belastungen, Bewegungssimulationen, Montageuntersuchungen oder auch eine Ableitung der Daten für die Fertigung, das daraus z.B. gefräst wird. Und und und.

Bei mir ist es halt erst einmal nur der erste Schritt, nämlich die Definition des eigentlichen Produktes.

Detlef

[winni]

Moin,moin.  Das das in der Industrie seit Jahren so gehandhabt wird,ist mir schon klar.Ich dachte eigendlich an uns Modellbauer,die statt(oder zusätzlich)zu einer "normalen" Bauzeichnung noch eine virtuelle ordern könnten.Würde die Sache doch ungemein erleichtern,wenn mann in jede noch so verwinkelte Ecke reinzoomen kann.
Gruß Günther.

[Dergl]

Moin Günther,

klar haste Recht. Ich denke gerade daran, einen Sumpfgleiter (so einer mit Luftschraube) zu bauen. Das CAD-Modell habe ich schon grob strukturiert und angefangen. Dann werden später ein paar Kaufteile modelliert, z.B. Luftschraube, Fahrtregler, Batterie, Empfänger und später der Rumpf konstruiert, worum es mir eigentlich geht. Schön ist, wenn ich die Innereienn erst mal virtuell platziere und auch schon mal einen Schwerpunkt habe. Mal sehen, ist nur ein "Gag", um im nächsten Herbst auch auf´m See zu sein, wenn viele Blätter liegen.

Nun weiter im Bilderreigen: Bitte entschuldigt, wenn ich zur Putackenschleuder nicht viel schreibe. Außer gelegentlicher Hilfsdienste bei der Munitionsherumwuchterei während einiger total chaotisch (geplant allerdings) verlaufender Übungen, hatte ich nichts damit zu tun.
Irgend so ein eingeschiffter Ausbilder aus Neustadt meinte damals, einen Notfall in den anderen hineinlaufen lassen zu müssen. Ich erinnere mich, das es zuerst in der Brücke einschlug (Kommandant lief ab da mit einem Schild "tot" um den Hals herum und motzte alle an), dann hatten wir den üblichen Feueralarm, ausnahmsweise sogar mit reeller Flutung von Abt.II mit Schaum, einen Ruderversager und zu guter letzt einen tatsächlichen Anflug zweier F104, die mich als Heizer, der eigentlich viel lieber irgendwo im Keller die Diesel streichelt, auf der Back beim "herumwuchten" der 40er Munition antrafen. Na ja, Langeweile hatten wir jedenfalls nicht.

Zum Mast:
Der von mir modellierte Mast entspricht eher dem "Zustand", zu meiner Zeit. In den 50ern, als die Böcke gebaut wurden, hatte man anscheinend weder daran gedacht, jemals soviel Zeugs da ranzuschrauben, noch soviel Weitsicht gehabt, dies zu berücksichtigen.
Der ganze Mast war ein einziger Kabelbaum. Das ging soweit, das sogar die Trittstufen mittlerweile total verbaut waren. Ich hatte die große Freude, drei mal hoch zu dürfen, was eher dem Besteigen eines verwachsenen Baumes gleichkam... besonders, als die PUO´s bei einem freien Sonntag Mittag auf der Ostsee meinten, das die Antenne gerichtet werden müsse, um ein Fußballspiel klarer zu empfangen. War schon witzig bei der Dünung, als sich das Boot am Anker erst festsetzen musste, wenn man da oben sitzt, dann Bb auf´s Wasser guckt, dann das Boot unter sich hat, dann Stb das Wasser.

Detlef

[t-geronimo]

Mal eine grundsätzlich Computer-technische Frage:

Ist es richtig, daß es wieder eine völlig andere Sache ist (Programm, System oder was weiß ich), aus solchen tollen Bildeern bewegte Bilder, sprich Mini-Kurzfilme zu machen?
Also z.B. ein Geschütz, bei dem sich das Rohr hent oder senkt?

[Dergl]

Ist es richtig, daß es wieder eine völlig andere Sache ist (Programm, System oder was weiß ich), aus solchen tollen Bildeern bewegte Bilder, sprich Mini-Kurzfilme zu machen?
Also z.B. ein Geschütz, bei dem sich das Rohr hent oder senkt?

Hi Thorsten,

generell hast Du schon richtig vermutet. Das CAD-Modell aufzubauen, also die Geometrien festzulegen, die Baugruppenstrukturen zu definieren oder auch die CAD-internen Vererbungen und Strukturen zu erstellen ist von System zu System unterschiedlich zur "Bewegung" zu sehen. In den unterschiedlichen CAD-Systemen gibt es, oft eigenständig, die Module zur Bewegungsanalyse. Einfache Bewegungen, wie ein Geschütz oder auch die Dreh- und Pumpbewegung eines Motorkolbens, können bereits im Standard eines CAD-Systems drin sein, oder auch zusätzlich erworben werden.

Wenn es jedoch so wirklich witzig wird, also z.B. wenn man komplexere Bewegungen auf einer Kurve ggf. kombiniert mit zusätzlichen Bewegungen einer auf der Kurve "fahrenden" Baugruppe darstellen möchte, ist entweder ein Zusatzmodul einer CAD-Software nötig oder aber auch das Exportieren der 3D-Daten und der Import samt Bearbeitung in einem eigenständigen Stück Software.

Diese eigenständigen Software-Produkte haben den Fokus nicht auf der ingenieurstechnischen Seite. CAD-Systeme, welche ihre Bewegungssimulationen haben, um z.B. Kollisionen zu finden, oder Schwerpunkt- und Festigkeitsberechnungen in unterschiedlichen Bewegungslagen ermöglichen, sind in ihrer Darstellung oft auf den technischen Bereich festgelegt. Eigenständige Software-Produkte haben ihren Fokus auf einer möglichst realistischen Darstellung des Produktes. Hierbei werden die Oberflächen besser dargestellt als z.B. die einfachen Texturen der CAD-Systeme. Oder auch sind die Möglichkeiten der Bewegung ganz anders gegeben, weil man ja nicht auf den CAD-internen Aufbau achtet. Und dann kommen noch vielfältige Optionen und Möglichkeiten hinzu, wie Beleuchtung, Raumumgebung (Nebel, Regen, ...) oder das "backen" zusätzlicher Partikel, wie Blasen im kochenden Wasser oder die Darstellung von Dampf bei einem fahrenden Schiff.

Detlef

[t-geronimo]

Hab ich befürchtet. 

Danke für die Aufklärung. 

[Hades]

@Dergl

ich bin von Deiner Arbeit richtig beeindruckt

Was wäre eigentlich die richtige Software um 2D Zeichnungen bzw. Risse der Schiffe zu machen (evtl. nur s/w bzw. grau)?

[Dergl]

Hi Hades,

so wie ich das heraushöre, ist jede beliebige, sehr preiswerte Software das was Du brauchst. Leider kann ich Dir da überhaupt keine spezielle Software nennen... ist weit ab von dem funktionalen und preislichen Niveau, wo ich mich auskenne.
Das Zeugs, das ich gut kenne ist alles 3D-CAD, und in der Basisversion für gewerbliche Anwender schon einige Tausender wert. Und wenn man gute Ausbaustufen haben möchte, kann man noch ein paar Nullen vor dem Komma anfügen. Von meiner Lieblingssoftware Pro/ENGINEER (Pro/E macht Spaß... viel Pro/E macht viel Spaß  ) gibt es allerdings auch eine Version für Privatanwender, welche nur einige wenige Euros kostet (glaube das sind 200-300 oder so, aber bitte nagele mich nicht fest). Darin ist die volle Funktionalität enthalten, inkl. Drucken mit kleinem "Wasserzeichen" zur Kennzeichnung, jedoch können die erstellten Daten nicht mit der komerziellen Version ausgetauscht werden. Also Datenaustausch nur von Privatanwender zu Privatanwender, was z.B. auch bedeutet, das man keine Normteilbibliotheken verwenden kann. Acj ja, bevor ich´s vergesse: das ist HighEnd-Software und braucht deutlich mehr Kenntnisse, Ausbildung und Einarbeitung als alles 2D-CAD, in dem nur Linien herumgeschubst werden.

Viele Grüße

Detlef

PS: Für detaillierte Anfragen im CAD haben wir hier ein Board für Modellbau und CAD. Oder Du gehst nach www.cad.de. Da bin ich übigens "zu Hause".

[Wilfried]

@Dergl

ich bin von Deiner Arbeit richtig beeindruckt

Was wäre eigentlich die richtige Software um 2D Zeichnungen bzw. Risse der Schiffe zu machen (evtl. nur s/w bzw. grau)?

Moin Lothar,

eine preiswerte und ausgereifte Software (vektorbasiert) ist Corel Draw ab der 11er Version. Sehr oft sehr preiswert zu bekommen; ich arbeite mit Freehand 10 - hat aber damit zu tun, daß ich an einem Apple G5 sitze ...

Mit einem lieben Gruß
der Wilfried

[Königsberg]

Hallo Hades,

etwas späte Antwort zwar, aber bin erst jetzt auf das Thema gestoßen.
Unter den erschwinglichen CAD-Programmen ist denke ich TurboCAD eine ganz brauchbare Lösung. Habe neulich die "Version 12 Deluxe" (eigentlich sowas wie die aktuelle Basis-Version  ) bei Amazon für knapp 70 Euro gekauft. 3D-CAD is auch mit integriert. Sicher nich so gut wie bei den großen professionellen Lösungen, aber TurboCAD hat n ganz zufriedenen Anwenderkreis (habe selber noch wenig Erfahrung damit).
Man bekommt bei denen auch ne Kostenlose Testversion (is glaub ich voll funktionsfähig, nur auf 30 Tage begrenzt). Die Import- Exportformate sind auch ganz OK.
Ach ja, ne "Professional" Version habn die auch, für glaub ich 400 Euro. Aber die Deluxe ist für den Hobby-Bereich denk ich ne super Lösung. Und weil ichs grad auf deren Webseite seh, die machn auch n CAD fürn MAC, aber damit hab ich mich noch gar nich auseinandergesetzt.

http://www.turbocad.com/products.asp
...und was find ich da auf www.cad.de? ein TurboCAD-Forum, für alle Interessierten:
http://ww3.cad.de/cgi-bin/ubb/forumdisplay.cgi?action=topics&forum=TurboCAD&number=23&DaysPrune=1000&LastLogin=&mystyle=

Aber zu Detlefs Minenjagdboot: Wirklich sehr detailierte und saubere Arbeit.  Und vor allem mit der Recherche-Arbeit dazu musst du da ja riesen Mengen an Zeit reinstecken.


Beste Grüße,
andy