Schienen aus dem 3D Drucker – Erfahrungsbericht

  • Schienen aus dem 3D Drucker


    Kurz zu meiner Person. Ich hatte noch nie in irgendeiner Form mit einem CAD Programm geschweige denn mit einem 3D Drucker Kontakt
    und stehe auch sonst in keinster weise Beruflich oder Privat mit Leuten in Kontakt die sich damit auskennen
    und mir ggf. Tipps oder Hilfestellung geben könnten.


    Was will ich damit sagen...
    mit ein bisschen lesen, geometrischem Verständnis kann sich das jeder aneignen, es ist keine Raketenwissenschaft.
    Ich werde auch nicht darauf eingehen wie so eine Schiene gezeichnet wird, das würde den Rahmen sprengen
    und ich noch Lichtjahre davon entfernt bin um sagen zu können... "Ja, ich kann CAD zeichnen!",
    da gibt es ganz andere Koryphäen. Nachfolgend werde ich aber allen interessierten an meinem Projekt der K3 Kurveneinfahrt
    für das Race Truck Gebäude mal alle Schritte aufzeigen um so eine benötigte Schiene zu drucken am Bsp. einer K3 Innenspur.


    Layout.jpg
    dieses K3 Innenspur Teilstück wird benötigt


    Im Grunde läuft bei jeder Schiene alles nach einem Schema F ab.


    ---> 1.) CAD Zeichnung der Schiene
    ---> 2.) Vorbereiten für den Druck
    ---> 3.) Der Druck
    ---> 4.) Nacharbeiten
    ---> 5.) Verbinden der Schienenstück und Leiter einsetzen
    --->FERTIG und sich daran erfreuen



    1.) CAD Zeichnung der Schiene
    Es gibt unzählige Programme um CAD Zeichnungen anzufertigen. Fängt wie überall bei Freeware an und geht bis Highend.
    Wer was braucht muss jeder für sich selbst entscheiden.
    Ich persönlich nutze mehrere Programme (zB SketchUp, Rhino oder 123D Design (Freeware)) um mich nicht auf eins einzuschießen.
    Beim Zeichnen der Schiene kann oder sollte man darauf achten welche Größe der Bauraum des 3D Druckers hat.
    Dementsprechend sollte man auch im Vorfeld sich schon im klaren sein wie kann ich das Teil überhaupt drucken.
    Sind diese Dinge geklärt wird gezeichnet. Inzwischen brauche ich knapp 10min. für so ein Schienenteilstück.
    Würde ich eine komplette K3 drucken wollen (was natürlich absolut sinnfrei wäre),
    würde die Schiene inkl. beider Randstreifen aus 8 Teilen bestehen, bedingt durch die Größe des Druckbettes.


    CAD Zeichnung_1.jpg
    3D Modell komplette K3 Einfahrt


    CAD Zeichnung_2.jpg
    CAD Zeichnung Teilstück K3 Innenspur



    2.) Vorbereiten für den Druck
    Auch hier gibt es unzählige Programme zB netfabb, slic3r, Meshmixer oder Simplify.
    Ich nutze netfabb und Simplify. Wenn die CAD Zeichnung der Schiene nun vorliegt überprüfe ich mit netfabb ob die Oberfläche des 3D Modells geschlossen ist,
    dies ist nämlich wichtig für den 3D Druck. Sollte sich irgendwo ein kleiner Fehler eingeschlichen haben, kann ich diesen reparieren lassen.
    Mächtige CAD Programme wie zB Rhino können das schon von haus aus und bringen eine Bauteilprüfung und ggf. Reparatur mit.


    netfabb.jpg
    Bauteilprüfung des Schienenstückes


    Ist die CAD Zeichnung soweit korrekt, kann diese auch schon in den Slicer.
    Slicer ist ein Programm was eigentlich nichts anderes macht als aus der CAD Zeichnung eine verarbeitbare Datei zu machen für den 3D Drucker.
    Im Slicer kann ich noch bestimmte Parameter vor geben was den 3D Drucker oder das Bauteil betrifft, wodurch man die Qualität und Stabilität der Schiene noch beeinflussen kann.


    Slicer.jpg
    Erstellen der Datei für den 3D Drucker


    Jetzt kann die Schiene gedruckt werden.

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  • 3.) Der Druck
    Ist die gewünschte Schiene gezeichnet, geprüft und in eine verarbeitbare Datei umgewandelt kann sie auch schon gedruckt werden.
    Im Vorfeld sollte man sich schon im klaren sein, welche Ansprüche stelle ich an so eine Schiene. Den jetzt kommt die Wahl des Materials.


    ABS oder PLA?


    ABS hat ganz klar seine stärken auf der Seite der Festigkeit oder ist stabiler gegen Temperaturen.
    ABS soll sich verformen bei ~100°C und PLA bei 60°C, aber bitte in welchem Raum wo geslottet wird sind 60°C ???
    ... also da könntet ihr ohne mich fahren...


    Meine Wahl viel auf PLA..... Warum...?
    Gedruckt wird immer mit der Schienenoberfläche auf dem Heizbett.
    Mit ABS bekomm ich eine Oberfläche die ist so glatt wie ein Kinderpopo, super Gripp,
    aber sieht ehrlich gesagt recht Bescheiden an der Bahn aus mit den original Schienen.
    PLA lässt sich Problemlos auf zB Kreppband drucken und so erhält die Schiene auch eine leicht raue Oberfläche
    ähnlich des Originals und der Gripp ist mind. Gleichwertig wenn nicht so gar ein ticken besser.
    Ich verwende PLA von PRIMA Select, was angeblich 12x härter sein soll als normales PLA.
    Die 12x Zweifel ich jetzt mal an, aber es fühlt sich in der Hand schon stabiler an.


    PLA und ABS.jpg


    Gedruckt wird wie schon geschrieben mit PLA . Das Heizbett beklebe ich vorher mit einem
    Kreppband um die Oberfläche etwas rauer zu erhalten.
    Der Druck an sich ist weniger spektakulär.


    Druck_1.jpg
    Vorbereitung des Druckbettes


    Drucker wird gestartet.... jetzt heißt es warten ...


    Druck_2.jpg
    .... brauch noch ...


    Druck_3.jpg
    ... Endlich fertig !!!


    Die Druckzeiten sind nicht gerade kurz, je nachdem was man so drucken möchte und vor allem die Qualität spielt eine entscheidende Rolle auf die Druckzeit.
    Eine Schiene brauch je nach dem, welcher Radius 5-8 Std.


    "Nur mal kurz was zu Druckzeiten so nebenbei....
    Geplant war das Boxengebäude (Bild in meinem Planungs Thread ... klick) komplett zu drucken...
    nach aufgeschrieben 150Std. Druckzeit hab ich aufgehört zur rechnen und das MDF wieder ausgepackt."



    4.) Nacharbeiten, kleben
    Beim neu ansetzen des Druckkopfes, wenn er zu einer anderen Koordinate fährt, kann es immer mal vorkommen,
    das sich eine kleine "Nase" am Druckteil befindet, durch noch gering nachlaufendes Filament.
    Bedingt durch den Druck muss nun das Supportmaterial (dient als Stütze für zB Überhänge) noch entfernt werden.
    Auch dies lässt sich Problemlos entfernen.


    K3_1.jpg
    oben – Schiene nach dem Druck mit Supportmaterial
    unten – Schiene vom Supportmaterial befreit


    K3_2.jpg
    Fertiger Rohling der K3 Innenspur


    Wer jetzt der Meinung ist... "mmhhhh.... die zwei Streifen sehen aber unschön aus!"


    Ok gehen wir mal ca. 50cm zurück....


    K3_3.jpg


    .... "besser ?"


    Eine "Kamera" ist eben Gnadenlos und deckt jedes noch so kleine Detail auf, aber die zwei Streifen haben auf das Fahrverhalten keinerlei Einfluss.
    Es kommt vor das auch mal ein Grat stehen bleibt, der kann aber auch ohne Mühe mit einem Schleifpapier kurz und knapp entfernt werden.
    Jetzt können auch schon die 2 Stücke zu einem werden.



    5.) Einsetzen der Leiterbahnen
    Ich persönlich verklebe lieber die Schienenteile mit UHU Endfest und Heißkleber wie mit Schienenverbinder zu arbeiten.
    Dauert zwar bis Endfest, aber dann ist der Name Programm, hält bisher alles bomben fest.
    Zur Ansicht habe ich die Schiene dann aber doch mal mit den Verbindern verbunden.


    Mal kurz was zur Stabilität so einer gedruckten und verklebten Schiene


    Stabilität.jpg


    Jetzt werden nur noch die Leiterbahnen eingesetzt
    Verwendet werden die vom Original. Alles was Standard Radien sind geht ohne Probleme. Da diese ja 1:1 übernommen werden können.
    Etwas heikler ist das einsetzen bei einer zB K05, dafür muss der Leiter des kleinsten Radius einer K1 Leiter noch etwas weiter gebogen werden,
    es geht vorsichtig, aber Achtung die Leiter knicken schnell ein.


    K3_4.jpg
    Fertige K3 Innenspur


    Noch verbinden mit dem andern Teil der Schiene.


    K3_5.jpg
    Fertige K3 Einfahrt


    Eine Testfahrt absolvieren.... klick (Link füge ich die Tage noch ein)....
    und fertig !!!

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  • Wo macht der Druck jetzt Sinn?
    Völlig klar ist irgend welche Schienen nachzudrucken K1, K2, usw. macht natürlich wenig Sinn, da ja noch die Leiterbahnen gebraucht werden.
    Was ist für mich ein sinnvoller Einsatz hier mal ein paar Beispiele.


    Kurve K05 zur Gestaltung einer Boxenein.- bzw Ausfahrt, wenn mal weniger Platz auf der Platte vorhanden ist.
    Die K05 wer so enge Radien mag lässt sich auch schön fahren
    und könnte Problemlos in einem Layout eingebaut werden, als Spitzkehre oder in einem 4-Spurlayout.


    K05 komplett.jpg
    K05 komplett inkl. Randstreifen


    K05 4-Spurlayout.jpg
    K05 mit zugehöriger K1,5 für einen 4-Spur Aufbau


    K05 Boxeneinfahrt.jpg
    K05 Boxeneinfahrt



    Kurve K5 auch hier für alle 4-Spurbauer (gab es einen eigen Thread schon dazu ... klick



    Einspurkurven aller Radien für Boxengassen Zu.- und Ausfahrt.
    Gut man kann auch eine Schiene Teilen, aber dann ist sie eben Kaputt.
    So nehm ich die Leiiter wieder aus der gedruckten Schiene, setze sie in meine Spenderschiene wieder ein und kann sie ganz normal wieder nutzen.


    Einfahrt Boxengasse.jpg
    Einspurkurve K2


    Ausfahrt Boxengasse.jpg
    Ausfahrt Boxengasse K2 und K4



    Sonderschienen oder Spielereien in meinem Fall die Ausfahrten aus der Box,
    die Grundplatte des Race Trucks Gebäudes oder eine Einfahrt auf die Strecke zurück.


    Grundplatte Boxengebäude.jpeg
    Grundplatte Boxengebäude ... klick


    Grundplatte Race Truck Gebäude.jpg
    Grundplatte Race Truck Gebäude ... klick


    usw...


    Ich bin mir sicher über die Zeit wird dem einen oder anderen noch was einfallen.
    Schließlich steckt der 3D Druck für den Privatanwender noch so ein bisschen in den Kinderschuhen.



    Fazit und Schlusswort


    Der Druck lohnt für jegliche Art von Schiene die es nicht von der Stange gibt
    oder eben für eine Einspurkurve um die Originale nicht zu zerschneiden müssen.
    Ist stabiler wie das Original und hält auch gänzlich ohne die Verbinder an einer original Schiene.
    Alles in allem für eine Einzelproduktion durch aus geeignet.
    Ob in PLA oder ABS kann jeder für sich selbst entscheiden.
    Mit Originalschienen hab ich selbst auch schon geschnippselt und würde immer wenn möglich den 3D Druck für mich vorziehen.


    Klar kommt da dem ein oder anderen die Frage auf, warum baut er nicht aus Holz... ganz einfach ich hab noch genug Zeit, aber es steht auf der "Lebens-Todo-Liste".
    Es wird kein Festaufbau mit Landschaft geben, wenn mir danach ist bau ich um auf 4-spurig,
    ein anderes Layout oder was mir noch vorschwebt ein ANT (AnalogSingelTrack).
    Ich sag ja immer, jeder soll sein Hobby so ausleben wie es einem beliebt.
    Irgendwie kommt es doch immer auf das selbe raus, ob Club.- oder Heimfahrer, Schienenschnitzer, Schienendrucker oder Holzwurm,
    Begnadeter Landschaftsgärtner oder der Edeltuner, Analoganbeter oder Digitalfanatiker
    ... alle brauchen einen Schlitz in dem das Auto fährt.




    Hoffe es war etwas informativ.... und bleibt mir immer im Slot


    Gruß
    Mirko

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  • Hallo Mirko


    Herzerfrischend ...Lach


    Meine Frage an dich ........ kann ich den unteren Deckel zb. einer Weiche bedrucken haftet das Firlament am orginal Material ??


    hast du da schon was ausprobiert . ( und danke für den Tipp mit dem Tesakrepp )


    bald kommt er der
    WANHAO
    ich bin einfach nur gespannt auf das erste ergebniss...



    Schade das du kein Landschaftsgärtner bist.


    grüße


    Karsten vom Fuhsering

  • kann ich den unteren Deckel zb. einer Weiche bedrucken haftet das Firlament am orginal Material ??
    hast du da schon was ausprobiert .

    Ob das Filament auf dem Deckel oder allgemein auf der Original Schiene haften würde kann ich nichts zu sagen.
    Mal abgesehen davon, wird das wahrscheinlich schon daran scheitern das du den Deckel zur Düse
    nicht exakt ausgerichtet bekommst.
    Weis zwar nicht was du vor hast, aber Drucken und aufkleben wäre wohl die bessere Wahl.


    Gruß

  • Frage an die 3D - Fraktion:
    Ich bekomme in den nächsten Tagen meine 11 C-Weichen für meine Holzbahn und da bleiben jede Menge C-Leiterbahnen und Inaktive Weichenschienen über!
    Kann die Leiterbahnen jemand brauchen, wäre ja Schade drum, wenn sie beim Müll landen!


    Bei Interesse PN an mich

  • Wie hoch sind denn in etwa die Kosten für einen schienendruck?

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  • Also ich habe eine K0,5 (das was in eine K1 innen reinkommt, 1spurig) mit 60° gedruckt, das waren etwas über 100 g Filament glaube ich. Die Rolle hat mit 1 kg 23 € gekostet. Also waren es 2,30 €. Dazu lief der Drucker aber 6 Stunden (Stromkosten, Matrialverschleiß), dann noch die Leiter aus einer Spender-K1, die Zeit und Nerven für Vorbereitung und Nachbearbeitung. Die Anschaffungskosten für den Drucker. Da kommen einige Posten, die sich jetzt nicht so speziell beziffern lassen. Auf https://www.3dhubs.com/ kann man sich mal angucken, was andere Leute nur für den Druck nehmen, vorausgesetzt man hat ein 3D Modell.

  • Also ich habe eine K0,5 (das was in eine K1 innen reinkommt, 1spurig) mit 60° gedruckt, das waren etwas über 100 g Filament glaube ich.

    Du hasst glaube ich auch die Schiene mit der Fahrbahnoberfläche nach oben gedruckt?
    Das verschlingt natürlich auch viel Filament als Supportmaterial.


    Anbei mal 2 Beispiele anhand der Einspur K05_60 und der K05_Kurvenweiche was der Filamentpreis wäre.


    Einspurkurve K05_60
    K05_60.JPG


    K05_Kurvenweiche
    K05_Kurvenweiche.JPG


    Grob überschlagen (Filament, Leiterbahn, Strom usw.) komm ich zB bei dem Weichenteil, auf ~8-10€.

  • Moin,


    Ab und an werde ich hier noch ein paar Projekte zeigen.


    Projekt Spitzkehre wurde mit der Fertigstellung der abschließenden Lackierung beendet.


    Spitzkerhre _Fertig.jpg


    Momentan bin ich nebenbei an einer Haarnadelkurve dran.
    Da die 180° K1 bei mir ebenerdig auf der Platte liegt und ohne Probleme auswechselbar wäre,
    habe ich einfach mal meine Interpretation einer Haarnadelkurve gedruckt mit einem kleinen Bonus.
    Heute wurde der Rohling fertig gedruckt und verklebt. Aufnahme für die Leiterbahnen und Slot wurde ebenso final geschliffen.
    Leitkiel läuft sauber ohne zu haken durch alle Slots, somit können in den nächsten Tagen dann die Leiterbahnen eingebracht werden.


    Haarnadelkurve-Rohling.jpg


    to be continued...


    Gruß
    Mirko

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  • Was macht man wenn man sich Aufregt :cursing: ??? ... richtig.... man wendet sich dem Hobby paar Minuten zu
    und sieht die Sache danach viel entspannter .... :)
    Resultat.... ich konnte die Leiterbahnen montieren, verkabeln und alles liegt schön plan auf.
    Heut Abend wird sie dann das erste mal mit Junior zusammen befeuert und zaubere ich dem ein lächeln auf Gesicht,
    hab ich für mich alles richtig gemacht.
    Wie sie sich dann im Renneinsatz schlägt bleibt abzuwarten.


    Hararnadelkurve_Fertig V2.jpg


    Die Haarnadelkurve bekommt zum Schluss noch die selbe Beschriftung wie die Spitzkehre verpasst und dann Haken dran.


    Gruß
    Mirko

  • Ich finde das Teil genial. :sensation:


    Wobei zu bemerken ist, dass bei der orginal Haarnadel schon ein Unfall vorhersehbar ist, bei dieser Spezial-Haarnadel dürfte der Unfallschwerpunkt Programm sein... :D
    Bin gespannt auf einen Erfahrungsbericht.


    Ansonsten ist die Idee und Ausführung wieder mal "Perfektion pur"!


    Beneidenswert..!


    Grüße
    islander :thumbup:

  • Danke...


    Wobei zu bemerken ist, dass bei der orginal Haarnadel schon ein Unfall vorhersehbar ist, bei dieser Spezial-Haarnadel dürfte der Unfallschwerpunkt Programm sein...

    Die Haarnadel, mal abgesehen von der integrierten Kurvenweiche, steht und fällt, wie auch beim Original, mit dem Verhalten von den Ghosts.
    Schieben die sich schon Gegenseitig raus wird sie bei vielen wohl kaum Einzug halten.
    Bei rein manuell gesteuerten Autos, muss eben eine Gewisse Disziplin herrschen... wie im wahren Leben, wer auf.- oder reinfährt hat Schuld,
    In wieweit es den Spielbetrieb oder Rennbetrieb beeinflusst zeigt die Zeit.


    Sekundär geht es mir auch bisschen darum auszuloten was so geht zu drucken und bei einem 180° Bogen muss schon einiges zusammen passen.
    Die Haarnadel besteht aus 14 Teilen und schrumpfen die nur ein klein wenig oder verziehen sich leicht, bedingt durch den Druck, passt hinten und vorne nichts mehr.
    Bin aber auch jetzt so ziemlich am Ende (an Ideen was noch so zu drucken wäre), einzig steht die Weiche noch aus ,
    die umschaltet zwischen Original Layout und Layout mit Spitzkehre.


    Gruß

  • Sind die Leiter bei den Verzweigungen nicht etwas zu dicht beieinander? Das sieht aus, als könnte es durch die Doppelschleifer kurzzeitig Kurzschlüsse geben...
    Aber ansonsten ist das ein Superding! So rein handwerklich!

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