Design und Urmodellbau mit DELFTship und 3D Druck

[Shark]

Hallo Raceboatgemeinde,

da es in dieser Rubrik und von meiner Seite ehr ruhig geworden ist dachte ich mir ich stelle mal die Methode vor wie ich in letzter Zeit Teile meiner Modelle designt und die Urmodelle für den Formenbau hergestellt habe.

Als Beispiel habe ich hier mal den Mittelrumpf für meinen neuen Mini Rigger. Auf ähnliche Weise sind so auch schon Decks als auch ein Rumpf für die RG65 Segelbootklasse entstanden.

Die Geometrie ist mit Hilfe der Software DELFTship entstanden, welches zum Entwerfen von Schiffsrümpfen gedacht ist. Davon kann man eine Basisversion, welche ich benutze, free herunterladen. Mit Hilfe von Knotenpunkten lassen sich so beliebige Freiformflächen und 3D Körper erzeugen. Das schöne dabei ist man kann auch gleich das Volumen, Verdängungsschwerpunkt und benetzte Oberflächen berechnen lassen.

Wenn der Körper soweit fertig ist dann kann man ihn als STL-Datei exportieren, welche man benötigt um es 3D drucken zu können. Ich selbst habe keinen 3D-Drucker aber Bekannte die einen haben und dieses freundlicherweise übernommen haben. Da die Geometrie meist größer ist als das was der Drucker kann werden entsprechen Teilstücke gedruckt und danach zusammen gefügt. Für den Rigger Rumpf waren es zwei Teile gedruckt aus PLA, welche sich sehr gut mit Sekundenkleber verbinden lassen.

Die Oberfläche ist natürlich zum Abformen nicht der Hit durch den schichtweisen Lagenaufbau beim 3D drucken. Um ein entsprechendes Finish herzustellen hat sich bei mir folgende Methode bewährt:

• einmal mit groben Schleifpapier überschleifen
• dann einmal spachteln und wieder überschleifen
• danach kommen 2 Lagen 50er Glas drauf um eine ausreichend feste Oberfläche zu bekommen, den je nach Temperaturwechsel können sonst die Nahtstellen wieder sichtbar werden.
• abschließend wird solange Spritzspachtel aufgetragen und mit immer feiner werdender Körnung geschliffen bis das gewünschte Oberflächenfinish erreicht ist.

Danach kann man ganz normal die Form bauen …

Anbei ein paar Bilder zur Illustration.

Besten Gruß,
Patrick

[Shark]

Weitere Bilder ...

[Nico]

Hallo Patrick

Das sieht sehr interessant aus! Ich habe seit kurzem einen 3D Drucker und mir auch schon Gedanken gemacht, was man für Teile für Boote herstellen könnte. Zb Schwimmer für einen Minirigger wären von der Grösse her gut machbar, oder ggf. Ruderanlagen oder Struts. Allerdings habe ich mich noch nicht mit den entsprechenden Filamenten beschäftigt, die für so etwas geeignet wären.

Grüsse
Nico

[rc-racer]

Hallo,

falls du planst etwas zu Drucken, bietet sich immer die vorgehensweise von Patrick an. Da du für ein glattes Unterschiff eh schleifen und spachteln müssen wirst. Als Material ist bei einer glatteren Form (Ohne viel scharfen Kanten und Stufen) ABS zu empfehlen, was du dann mit Aceton schon mal vorglätten könntest. PLA oder Nylon musst du aber immer lackieren, da die Wasser nicht allzu gut vertragen auf dauer.
Wenn du das Modell teilst würde ich mehr eine Nut am Rand ein bauen anstatt die Teile auf Stoß zu verkleben.

[eric_laermans]

Sehr schön, Patrick!

[Shark]

Hallo zusammen,

nach dem oben beschriebenen Weg ist vor kurzen ein neuer Deckel für einen Cat entstanden. Hier nachzulesen ...

Gruß,
Patrick

[Shark]

Moin zusammen,

es gibt wieder was neues zu dem Thema. Auf dem letztjährigen SAW war ich so begeistert von dem neuen Mono Rekord vom Ralf und die Fahrlage von seinem Boot, so dass ich auch die Idee kam die Geometrie auch mal als Mini probieren zu wollen. Kurzerhand kam ich ins Gespräch mit Ralf und er war auch nicht abgeneigt mir eine kleine Version seiner Corvus zu drucken um daraus dann auf die bewährte Art ein Urmodell zu machen.
Als ich ihm während eines Telefonats erzählte wie ich bisher die gedruckten Modelle aus PLA nachbearbeite (schleifen, spachteln, mit Matte belegen etc. (siehe oben)) um zu einem guten Finish zu kommen meinte ehr er würde mir was aus PETG drucken welches mit Karbonfasern versetzt ist (namentlich Formfutura CarbonFil). Das würde sich gut schleifen lassen und auch Harz sehr gut drauf halten, war bei normalem PETG Filament wohl nicht der Fall ist.
Ende November war es dann soweit und das Paket mit den beiden Teilen traf bei mir ein. Ich war von der Druckqualität sehr überrascht, da hat der Ralf seinen Drucker sehr gut unter Kontrolle. Beide Teile passten sehr gut und exakt zusammen und schleifen ließ es sich auch sehr gut wie Ralf vorhergesagt hatte. Leichter war es auch da mit weniger Infill gedruckt als das was ich sonst von meinem Bekannten gedruckt bekommen habe. Und trotzdem war es sehr stabil.
Schnell war dann auch das erste mal drüber geschliffen und drüber gespachtelt. Da die Oberfläche schon jetzt sehr gut war habe ich es gleich gewagt mit Spritzspachtel ans werk zu gehen. Nach zwei maligen auftragen und anschließendem schleifen war die Oberflache für mich soweit eigentlich abformfertig. Nach Fertigstellung der Trennebene wurde dann trotzdem noch mal mit 1200er Papier nass drüber geschliffen bevor es dann endgültig in die Trennebene eingesetzt wurde.
Auch das Abformen hat das Urmodell gut überstanden. Ohne das sich irgendwelche Layer oder Trennstellen vom Druck im nachhinein wieder durchgedrückt haben. Wenn man von der Druckzeit mal absieht (macht der Drucker ja auch ohne Aufsicht) hatte ich so schnell, weniger Aufwand und mit solch einer Präzision und Oberflächengüte noch nie fertig. Binnen eines Wochenendes war das Urmodell fertig wobei die längste Zeit dabei das trocknen des Spritzspachtels dauert.

Kann das PETG Filament und den Druck eines Urmodells damit nur empfehlen. Wird Zeit das ich mir auch endlich einen entsprechenden 3D Drucker zulege ...

Zum Schluss noch ein paar Bilder.

Gruß,
Patrick

[Shark]

Weitere Bilder ...

Und das Endresultat in bewegten Bildern

[anim]

Respekt,Respekt -die Unterschiff Geometrie ist super gelungen

[Shark]

Respekt,Respekt -die Unterschiff Geometrie ist super gelungen

Danke Achim! Bin noch in der Abstimmungsphase soll noch etwas schneller zumindest dreistellig werden. Das kleine verhält sich soweit ich das beurteilen kann wie die große Corvus vom Ralf. Da ist ihm ein sehr gutes U-Schiff gelungen. Erstaunt mich auch immer wieder ...

[PSYCHO]

Hallo Patrick,

das ist super schön in fahrt zu sehen !

Gut geworden !

Gruß Ralf

[Jo-nny]

Guten Morgen,

adaptiv zu Patrick´s Vorgehensweise habe ich mich auch mal daran Versucht, Urmodelle zu Drucken.
Allerdings hatte ich aus Faulheitsgründen die Idee, dass man sich die Trennebene doch auch gleich mitdrucken kann. Grade bei geschwungenen oder abgesetzten Formteilungen ist das deutlich entspannter.
Und da der Rumpf sowieso im CAD existiert, ist das im selbigen auch schnell erledigt. Auch wenn ich das nicht in DELFTship gezeichnet habe, hat der TE hoffentlich nichts dagegen, dass ich hier was poste.

Für den Druck habe ich in der X-Achse 0,2% und in Y 0,3% Luft gegeben, damit das Modell Platz zum atmen hat. Das ergibt dann theoretisch ein Spaltmaß von 0,4mm rings um die Naht, was durch Lack oder kleine Ungleichheiten natürlich wieder verschwindet.
Einziger Nachteil ist, dass der Spaß auch mit wenig Infill ziemlich viel Filament kostet, mindestens genauso viel wie für das Urmodell selbst. Für ein Mini geht das aber noch.
Der nächste Versuch ist dann nur einen schmalen Rahmen zu drucken, der die Kontur des Modells rund um die Trennnaht hat und diesen dann in eine Formplatte einzusetzen. Damit erhoffe ich mir, zumindest die "Spaltüberbrückung" mit Spachtel oder Plastiline vom Urmodell wegzubekommen und somit die Nachbearbeitung einfacher zu haben.

Mit meinen Teilen werde ich jetzt so weiter verfahren wie bereits geschrieben, bis auf das überziehen mit GFK. Da werde ich alternativ was anderes probieren.

VG,
Johannes

[Shark]

Moin Johannes,

immer her damit was mit CAD und 3D-Drucken zu tun hat, egal welches Programm für die Konstruktion benutzt. Man kann nur voneinander lernen.

Die Idee mit der Trennebene finde ich super ! Bin gespannt ab das alles so klappt. Und bitte weiter hier darüber berichten !

Gruß,
Patrick

[speedboats]

Habt ihr eine Empfehlung für Anfänger freundliches CAD-Zeichnen?

Google ich Delftship tutorial gibt es nur Anleitungen Pläne in 3D um zu wandeln

Was gibt es da noch um z.B. ein Mono zu zeichnen?

[Jo-nny]

Guten Morgen,

So ein CAD-Programm hängt stark von den persönlichen Präferenzen und Erfahrungen ab. Jeder kommt mit was anderem klar und es gibt mittlerweile einige Freeware CAD-Programme. Einfach mal googeln und in den Auswahllisten schauen, was einem so gefällt bzw. was genau man machen möchte.
Ich bspw. komme mit DELFTship so garnicht zurecht, daher verwende ich FreeCAD. Da bin ich sehr schnell mit warm geworden, weil ich früher viel mit Missler TopSolid und Siemens SolidEdge gearbeitet habe.
Kann man FreeCAD als Einsteigerfreundlich bezeichnen? Auf jeden Fall gibt es zum Umgang mit dem Programm zahlreiche (Video)Tutorials und Foren, die einem den Einstieg erleichtern. Natürlich hat auch FC seine Grenzen bzw. Macken, aber die erfährt man dann im laufe der Zeit...

VG,
Johannes

[Shark]

Moin,

naja, DelfShip und FreeCad verfolgen schon unterschiedliche Konstruktions- bzw. Design Philosophien. Während FC mehr ein maschinenbauliches CAD Konstruktionssystem ist, ist DS rein für den Entwurf von "normalen" Schiffsgeometrien gedacht und der Ermittlung der für einen Schiffsentwurf üblichen hydrostatischen Daten und Eigenschaften. Von daher ist die Art der Oberflächenerzeugung auch anders. Einen Motorhalter oder Servoträger würde ich nie mit DS konstruieren, weil es einfach nicht dafür gedacht ist.
In alle Programme muss man sich irgendwie einfuchsen. Dabei liegt dem einen die eine und dem anderen eine andere Vorgehensweise mehr. Ich als studierter Schiffbauingenieur kam mit DS sofort klar, weil mir das Designprinzip bekannt war.

Aber wie Johannes schon sagt, Googlen und ausprobieren ... Für eine grobe Ideenskizze ist man mit Zettel und Stift meist schneller und hilft (mir zumindest) später die Idee auch in den PC zu übertragen.

Gruß,
Patrick

[speedboats]

Danke

über FreeCAD bin ich beim Googeln auch gestolpert ... und habe auch gute Tutorials auf Yutube gefunden
ich werde damit mal ein bisschen rum spielen

Gruß
Maik

[Ralf Moser]

Hi,

das ist schon cool, wenn man jetzt die Große und die Kleine vergleichen kann.
Und es ist schon verblüffend, dass die mit dem Aufbau so gut läuft.
1-motorig mit der 1m war eine Totgeburt

Bin mal gespannt, wie sich das Leistungstechnisch entwickelt in Relation zum Speed und deinen aktuellen Rekordbooten.
Führen sie bitte Buch und immer den Logger an Bord

Grüße

[Shark]

Moin zusammen,

was mir noch eingefallen ist bzgl. CAD Programm ist Fusion 360. Ist free für die privaten Benutzung soweit ich weiß. Ein Bekannter hat das schon intensive genutzt und ist begeistert. Ich will mir das demnächst ach mal anschauen.

Ferner bin ich zufällig über dieses Video gestoßen:



Gibt auch ein längeres detaillierteres Video unter dem Betrag verlinkt. Allgemein sind die Videos von denen zum Thema laminieren und Formenbau sehr informativ ...

Gruß,
Patrick

[eric_laermans]

Das ist ja fabelhaft.. 3D - Mould - Carbon-Teile. Man braucht aber manche Materiale, usw.