Feingussteile aus dem 3D-Drucker

  • Na ja, nicht so direkt, aber…


    Hallo allerseits,


    heute möchte ich euch eine neue Methode vorstellen, mittels der man Wachsmodelle für Feingusseile ohne kostenintensive CNC-gefräste Aluminiumformen herstellen kann.


    Mein erster Versuch in dieser Richtung war vor rund 2,5 Jahren mein erstes, mittels Wachsausschmelzverfahren gegossene Bitte melden Sie sich an, um diesen Link zu sehen.. Das Wachsmodell dafür war aus mehreren, in einer offenen Holzform gegossenen Teilen zusammengesetzt:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Trotz des beträchtlichen Arbeitsaufwands für Form und Wachsmodell sowie zahlreicher Fehler am Gussteil (nur durch mühsames manuelles Nacharbeiten des Wachsmodells zu eliminieren) machte ich mich mangels besserer Ideen an die finalen Formen für die Vor- und Nachlaufräder:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Wegen dringlicheren Angelegenheiten musste ich die Arbeiten für längere Zeit unterbrechen, hatte dann keinen Bock mehr drauf und machte mich an den Drehgestellrahmen. Noch während ich an diesem arbeitete, kam mir ein Zufall zur Hilfe, der die halbfertigen Holzformen auf den Müllhaufen der Geschichte verwies.


    Im Frühstücksfernsehen traf ich auf eine Live-Übertragung von der Eröffnung einer "FabLab" benannten öffentlichen Werkstatt für digitale Technologien direkt in Brünn, ausgestattet mit 3D-Druckern, Laser- und Foliencutter, CNC-Router (Fräsmaschine für Holz und Kunststoff), kleiner Elektronikwerkstatt u.Ä. Als ich zur Besichtigung kam, lief gerade eine Schulung zu 3D-Druckern, und dabei kam mir eine Idee, wie sich diese Technologie für meine Zwecke nutzen ließe. Also wurde ich da Mitglied, lernte mit 3D-CAD umzugehen (Fusion 360) und machte mich ans Experimentieren.


    Auf dem Weg zum ersten Radmodell gab es einige Probleme zu lösen, zu denen ich praktisch keine brauchbaren Hinweise fand:

    1. Temperaturverhältnisse: Das von mir verwendete grüne Gießereiwachs braucht so 95 – 100 °C, um richtig zu fließen. Das gängigste, weil am einfachsten zu druckende PLA-Filament beginnt sich bei 50 °C zu verformen. Lösung: dünnschalige Form mit Wasserkühlung - die zündende Idee während der Schulung. Da FDM-Drucke porös sind, muss die Form durch Lackieren undurchlässig gemacht werden.
    2. Separation Wachs-PLA: Einziger Fund im Netz: klebt fest, geht nicht. Also erstes Testkästchen gedruckt, mit Silikon eingeschmiert, Wachs reingegossen – kein Problem, Wachsziegel kam anstandslos raus.
    3. Drucken dünner Schalen: Zwecks schneller Ableitung der Wärme und Schutz des Formwerkstoffes sollte die Schale möglichst dünn sein, also versuchte ich es mit 1 mm - bei 0,4 mm Durchmesser der Druckdüse und 0,1 mm Druckschichtdicke eine Herausforderung. Angesichts der Form der Schalen wird mit Ausnahme der Stützwände alles “in die Luft“ gedruckt – anfangs auf Support (von der SW automatisch generierte Stützstruktur), aber Crashs, Löcher zwischen Decken und Wänden u.Ä. zeigten, dass nur Support nicht ausreicht. Nach und nach erarbeitete ich mir die erforderlichen Konstruktionsregeln (zulässige Spannweiten, notwendige Stützrippen, zusätzliche Fasen u.v.a.), um ohne Support drucken zu können – Materialeinsparung 30 % und mehr, schnellerer Druck, kein mühsames Rauspulen des Supports aus der Form (muss weg, damit ungehindert Kühlwasser an die Wand kann).

    Als erster Versuch "im Kleinen" entstand eine Form für einen Balancierträger (sitzt im Drehgestell über den Achslagern), und zwar als zwei hohle Kästen, in denen Wasser für die notwendige Kühlung sorgt.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Dabei zeigten sich 2 Nachteile: großer Materialaufwand und Fehler am Wachsmodell, verursacht durch Rest-Luftblasen, die nicht durch den Spalt zwischen den Hälften entwichen, sondern vom Wachs in obere Ecken gedrückt wurden. Lösung für Letzteres: zusätzliche "Lufttaschen" an kritischen Stellen, die die Restluft aufnehmen, so dass innerhalb des Sollkörpers keine Löcher verbleiben. An diesen Stellen muss jedoch die Oberfläche nachgearbeitet werden.


    Als nächste Entwicklungsstufe entstand eine Form für die Ausgleichshebel der Lok, und zwar als zwei rückseitig offene Schalen, die an ihrem Umfang mit Klebeband abgedichtet und in einem Wasserbad befüllt wurden (hier noch ohne Lufttaschen):


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Danach machte ich mich ans Vorlaufrad als nächstgrößeres Teil...


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    ... wobei weitere Stolpersteine auftauchten. Bei der Suche nach der Ursache für das unerwartet katastrophale erste Ergebnis...


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    ... entdeckte ich in der Form etliche kleine Löcher, durch die Wasser in die Form eindringen konnte:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Ursache: Die Druckspuren der horizontalen Decke lagen nicht auf der darunter liegenden dünnen Wand auf, sondern endeten an ihr, so dass der "Faden" bei der Rückwärtsbewegung des Druckkopfs wieder weggezogen wurde und Löcher entstanden, die auch durch die weiteren Druckschichten nicht richtig geschlossen wurden. Dieser Effekt war mir früher nicht aufgefallen, da ich die kleinen Formen in 45°-Schräglage gedruckt hatte (auf Stützwänden). Lösung: zusätzliche (extra zu konstruierende) Fasen an allen solchen Innenkanten. Durch massives zusätzliches Lackieren der kritischen Stellen konnte ich die Lecks jedoch abdichten und erhielt ein erstes fast fehlerfreies Radmodell:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Dadurch war bewiesen, dass diese Technologie funktioniert, und ich beschloss, einen eigenen Drucker anzuschaffen (Bausatz, hier noch nicht ganz fertig):


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Diese Anschaffung ersparte mir nicht nur Mitgliedsbeiträge und stark gewinnbelastete Materialkosten im FabLab, sondern auch viel Zeit, da ich nicht mehr für jeden Druck 2x an den Stadtrand fahren musste - an einem Tag Teil aufsetzen, am nächsten Tag abholen. Einen der ersten Testdrucke nach einer Woche Zusammenbau wollte ich natürlich zum Thema Eisenbahn haben :) :


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Fortsetzung folgt...

  • Als nächstes kam die Form fürs Nachlaufrad D 167 an die Reihe:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Was eigentlich nur eine quantitative Abwandlung sein sollte, erwies sich als unerwartet harte Nuss. Gleich am ersten Wachsmodell zeigten sich Risse an Speichenenden und Nabe:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Da selbst kleinste Risse sich beim Ummanteln mit Keramik in der Gießerei aufweiten und am fertigen Gussteil um so stärker hervortreten, galt es, eine Lösung zu finden. Erster Versuch: Kompensieren der Schrumpfung der Nabe durch ein seitliches "Reservoir", aus dem Wachs nachströmen kann:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Dies führte nicht zu Erfolg (mangelhafte Wärmedämmung, eine bessere hätte aber auch nichts gebracht, wie ich später verstand), genauso wie der Versuch, die Nabe hohl zu gießen - sie riss komplett:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Entmutigt gönnte ich mir eine längere Schaffenspause, dann kam die Erleuchtung:


    Beim Einfüllen des Wachses wird eine dünne Grenzschicht an der Formoberfläche sofort fest, schrumpft und reißt beim weiteren Erkalten an den Enden der Speichen, da sie an den Kanten zu Ring und Nabe festgehalten wird. Im inneren des Modells strömt zwar Wachs nach (das dann die Speiche festhält), kann jedoch nicht mehr in die engen und kalten Risse eindringen, die somit sichtbar bleiben.


    Lösung: Temperieren. Die Form wird in einem Wasserbad knapp unterhalb der Schmelztemperatur des Wachses befüllt und dann so lange warm gehalten, bis das ganze Modell durch und durch auf diese Temperatur abgekühlt und gefestigt ist. Dann wird die Form geöffnet und das Modell im Wasserbad langsam heruntergekühlt, damit zwischen dünnen und dicken Partien keine großen Temperatur- und somit Schrumpfungsunterschiede entstehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Versuche im Kleinen zeigten, dass das bis dahin verwendete PLA thermisch durch die veränderten Temperaturverhältnisse überfordert ist und sich verformt, ich musste also zu PETG mit einer rund 20 °C höheren Glasübergangstemperatur greifen. Bei ersten Druckversuchen zeigte sich, dass die Form nicht wie bislang gedruckt werden kann: ich musste von 0,1 mm Schichtdicke auf 0,2 umstellen, da sich sonst in die Luft gespannte Decken nicht zuverlässig drucken ließen. Das bedeutete stärkere Riefen an Wänden und somit mühsameres Glätten. Außerdem hielten an den Übergängen zwischen Nabe und Speiche die einzelnen Schichten der spitz auseinanderlaufenden Wände nicht mehr, zusätzliche Stützrippen und Fasen mussten her:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Gleich beim ersten Versuch zeigte sich ein weiteres Problem: Wachs schmilzt nicht wie Eis bei einer festen Temperatur, sondern wird in einem gewissen Temperaturbereich immer weicher, bis es schließlich flüssig wird. Trotz Separierung mittels Silikon lässt sich das Modell nur mühsam aus der Form lösen, und da es noch weich ist, macht man unweigerlich Macken rein und kann es sogar verbiegen:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Das wichtigste Ergebnis jedoch: es gab fast keine Risse mehr, und wenn, waren es nur ganz feine Haarrisse.


    Die sichtbaren horizontalen Riefen stammen von der nicht ideal geglätteten Form. Verfahrensbedingt entstehen nämlich beim Drucken an allen nicht horizontalen Flächen "Höhenlinien", und auch auf horizontalen Flächen sind die einzelnen Spuren des Druckkopfes sichtbar. Da sich beim Wachsausschmelzverfahren selbst kleinste Kratzer vom Wachsmodell auf das Gussteil übertragen und sogar nach dem Sandstrahlen sichtbar bleiben, muss man - will man glatte Gussteile haben - die Form glätten. Dabei kann man keine hochtourigen Werkzeuge einsetzen, da der Kunststoff sofort weich wird, die besten Werkzeuge sind also:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Natürlich ist das recht mühsam: an einer Radform sitze ich dann angesichts der kompliziert gerundeten und in den schmalen Vertiefungen schlecht zugänglichen Flächen mitunter 6-8 Stunden.


    Das nächste Modell (in einer neuen, weiter verbesserten Form) ließ ich um ein paar Grad tiefer abkühlen, erhielt ein fast fehlerfreies Modell und konnte gerade rechtzeitig zur Dampf-Olympia im Sommer das gegossene Nachlaufrad von der Gießerei abholen:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Apropos "ein paar Grad": In der Tat ist das Gießen von Wachs in eine nur bedingt Wärme ableitende Kunststoffform eine echte Gratwanderung. Je kühler das Wachs (und es kühlt während des Gießens und beim Durchlaufen der Form immer weiter ab), desto größer die Gefahr, dass es nicht überall hinkommt und Löcher im Modell entstehen. Je höher jedoch die Wachstemperatur, um so geringer die Oberflächenspannung des Wachses und damit die Gefahr größer, dass das als Trennmittel eingesetzte Silikon ins Wachs verschwindet und das Wachs an der Form kleben bleibt. Besonders intensiv wirkt dieser Effekt in dem thermisch und mechanisch am meisten beanspruchten Gusskanal - da haftet das Wachs fast immer irgendwo an. Auch ist noch nicht ausgetestet, wie haltbar die Formen sind, ob die Lackierung durch Wärmeeinwirkung und Anhaftungen nicht degradiert und in Folge die Separation beeinträchtigt wird.


    Fortsetzung folgt...

  • Der Umstieg auf PETG eröffnete mir neue Möglichkeiten: Ich stellte fest, dass ich die Form komplett ungekühlt, d.h. in der Luft befüllen kann (vorbehaltlich der zunehmenden Gefahr versagender Separation). Dadurch erübrigt sich jegliches Abdichten, da nach dem Eintauchen der Form ins Wasser dieses durch die an der Form bereits abgekühlte Wachs-Grenzschicht zurückgehalten wird. Ich kann in der Formwand sogar bis zu 0,3 mm breite Schlitze belassen, durch die beim Befüllen der Form Luft entweichen kann (dadurch erübrigen sich die weiter oben erwähnten Lufttaschen), bzw. beim Öffnen der Form Wasser eindringt, so dass es leichter und schneller geht und die Gefahr von Verformungen sinkt.


    Diese Erkenntnis nutzte ich für eine völlig neue Formenkonstruktion, bestehend aus Außenring mit Anschluss für Gusskanal und Entlüftung, Schalen für das eigentliche Rad, Gusskanal mit Trichter sowie Klammern, die alles zusammenhalten:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.

    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Erprobt wurde die Konstruktion an einem Scheibenrad:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Der dabei zu Tage getretene Verbesserungsbedarf (unnötig viele Einzelteile, stellnweise zu feine Strukturen u.v.a.) wird in die Konstruktion künftiger Formen einfließen.

    Natürlich müssen es nicht immer kiloschwere Teile sein. Als Test entstanden auch Formen für einen Achslagerblock und sogar ein so komplexes Teil wie ein Ausgleichshebelhalter mit Wandstärken von stellenweise 1,3 mm:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Trotz der langen Entwicklungsarbeit...


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    ... ist diese Technologie immer noch kein Selbstläufer, jedes neue Teil, jede veränderte Formkonstruktion, jede weitere Größenordnung kann neue, mitunter nicht zu lösende Probleme mit sich bringen. Ich bin jedoch zuversichtlich, mir mit diesem Verfahren viele Möglichkeiten eröffnet zu haben.


    Kleine Freude am Rande: Mit meinen Arbeiten habe ich im FabLab, wo die meisten 08/15-Gebrauchsgegenstände oder Geschenkartikel fabrizieren, solches Aufsehen erweckt, dass ich - obwohl schon längst "zu Hause" druckend und im FabLab nur noch in der Mitgliederkartei präsent - im November gebeten wurde, meine Erzeugnisse bei einem Maker-Treff zu präsentieren:


    Bitte melden Sie sich an, um diesen Anhang zu sehen.


    Soviel zum Thema 3D-gedruckte Formen für Wachsmodelle. Diese Technologie ermöglicht, mit durchaus überschaubarem Aufwand zu recht detaillierten und präzisen Gussteilen zu kommen. Natürlich hat das Verfahren seine Grenzen, vor allem bei der Formgebung der Teile. Über eine weitere 3D-Technologie, die diese Grenzen noch erweitert, berichte ich demnächst.


    Schöne Grüße


    Kristian


    PS: Entschuldigt bitte die variierende Größe der Fotos, ist durch von Panki gemeldeten den Wegfall einer App verursacht, und ich hatte jetzt nicht die Kraft, alle Fotos neu zu skalieren.

  • Hallo Christian,


    dein Bericht kommt für mich zu einer guten Zeit. Vielen Dank dafür! Im Februar kann ich mit der Einrichtung meiner Werkstatt beginnen, da ich endlich einen Hobbyraum gefunden habe. Teurer als eigentlich vorgesehen, aber in der vorgesehenen Preiskategorie war nichts zu bekommen, was nicht miserabel im Zustand war oder sofort, nachdem es online war, schon wieder vermietet war.


    Nun zu meinem Anliegen: Könntest du vielleicht (privat oder öffentlich) deinen Konstruktionskatalog für die Formen noch etwas präziser beschreiben?


    Der letzte Gießer hat leider meine Modelle sehr stark beschädigt mit einigen Abgüssen im Sommer zurückgegeben. Ich vermute, dass sie inzwischen derart gealtert sind, dass sie spröde geworden sind und es nicht nur auf dessen Umgang mit ihnen zurückzuführen ist. Ob sie noch zu retten sind, habe ich mir noch nicht genauer angeschaut. Er hat mir geraten sie neu zu drucken und ihm dann wieder zur Verfügung zu stellen, um die restlichen Räder zu gießen. Die Qualität des Gusses ist aber doch deutlich schlechter als die deiner Abgüsse. Das Wachsausschmelzverfahren ist dem Sandguss in der Abbildung ziemlich überlegen.


    Ich überlege schon länger einen eigenen Hobby-3D-Drucker anzuschaffen. Auf die Art könnte ich mir ebenfalls Wachsmodelle anfertigen und einen Neustart in Sachen Räder machen.


    Woher hast du denn das Wachs bezogen? Hast du die doppelte Schwindung beachtet? In welchem Werkstoff hast du die Abgüsse erstellen lassen und wie groß ist die Schwindung insgesamt?


    Viele Grüße und ein frohes Neues


    Janosch

    Der Langsamste, der sein Ziel nicht aus den Augen verliert, geht immer noch schneller als der, der ohne Ziel herumirrt (Gotthold Ephraim Lessing)

  • Hallo Kristian


    Und ich dachte wirklich schon fast, Du hast den Bau Deiner Lok komplett auf Eis gelegt.

    Und nun überraschst Du mit solchen Ergebnissen.

    Die Entwicklung von Gießmodellen und Formen haben mich immer abgeschreckt, sowas selbst zu machen.

    Nur für meine Radkörper habe ich das gemacht.

    Am liebsten wären mir auch gegossene Zylinder.... aber wenn das schon bei so augenscheinlich einfachen Teilen wie Rädern so ausarten kann...möchteich gar nicht wissen, wie es bei komplexeren Teilen ist.

    Deswegen alle Daumen hoch, ich habe richtig Freude an deinen Berichten.

    Weiter so !!!


    Gesundes Neues 2019

    LG Andreas

  • Hallo Kristian,


    danke für den Bericht, ist eine große Hilfe beim Thema Speichenräder selber machen ( wenn es diese nicht als Gußmodell gibt). Zur Zeit beschäftige ich mich zusammen mit meiner Tochter ( sie zeichnet 3D und hat einen 3D Drucker) mit einem Treibrad (1220mm Vorbild mit 12 Speichen und Kurbelauge in 1:8) für eine Dampflok bei dem noch viele Überlegungen im Raum stehen wie zB. Urmodell drucken und in Stahlguß abgießen lassen oder in Bronce oder komplett fräsen...



    viele Grüße

    Wolfgang

  • Hallo Kristian!

    Ich fasse mich kurz:

    Dieser Bericht und Thread ist definitiv vorbildlich!

    Überhaupt scheint Brno ein echter "Garten Bahn Hot spot" zu sein - wie auch eure wunderbare Anlage beweist.


    Wäre es möglich hierorts weiter zu berichten?!?

    Dankeschön im Voraus!


    Auch in der neuen Zeitschrift "von Peter und Sascha" wären diese Deine Erfahrungen und Berichte seeehr gut "aufgehoben" - finde ich!


    In diesem Sinne - und in aller Kürze:

    Happy and healthy New Year 2019 !!!

    :love: ... Gerald "GeGa" Buschan - der DAMPF-Bahn-Freak & ZENSUR-Allergiker ... !
    Orthographie: Ned imma frei erfundn & Ähnlichkeitn mit div. Regeln daher unvameidbar!
    Ceterum censeo: Das LEBEN ist schöööön - grundsätzlich !!!

  • Hallo Kristian,

    obwohl hier hauptsächlich als stiller Leser des Forums tätig muß ich an dieser Stelle ein Lob für Deinen Bericht aussprechen! Besonders gefallen hat mir Dein Durchhaltevermögen trotz anfänglicher Schwierigkeiten. Darüber geht Zeit ins Land und am Modell sind keine Fortschritte zu sehen, das kann schon mal an der Motivation nagen. Erfahrungsgemäß geben andere schnell auf wenn es nicht auf Anhieb klappt; Du hast Ehrgeiz bewiesen.

    Übrigens gab es das mit den Nabenrissen im Original so lange bis man hierzulande begriffen hatte das eine ungerade Speichenzahl wesentlich bessere Ergebnisse erwarten läßt. Unterschiedliches Abkühlen und somit Zusammenziehen geht besser wenn gegenüber zwei Speichen ein V ergeben. So bekommt man auch beim Stahlguss einwenig Elastizität. Auch bleibt die Nabe bei dieser Vorgehensweise mittiger wonach ein Speichenrad mit ungerader Teilung ruhiger läuft als eines mit gerader Teilung. Mit der Einführung der Einheitslokomotiven wurde die gerade Teilung abgeschafft. Vergleiche mal auf Bildern eine Länderbahnlok von der säch. Maschienen-

    fabrik Rich. Hartmann mit Einheitsloks.

    Die positiven Rückmeldungen auf Deinen Bericht dürften erstmal einen Motivationsschub bedeuten. Somit wünsche ich Dir viel Schaffenskraft für 2019.


    Gruß, Marco.

  • Hallo Kristian,


    danke auch von meiner Seite, daß du hier im Forum über deine Erkenntnisse und Versuche zum Thema 3D Druck so ausführlich und schön bebildert berichtest. Diese Beiträge sind mir eine wertvolle Hilfe zu diesem Thema.

    Danke nochmals und Anerkennung sowie gutes Gelingen beim Bau deiner "Herzensdame" und Gesundheit für 2019.


    Gruß Helmut

    Manchmal braucht man ein halbes Leben, um zu begreifen, wie man es nicht machen sollte und dann kommt man in Zeitnot.

  • Hallo in die Runde,


    vor einer Weile habe ich meinen "Bauberichtstau" weggeschafft, also zurück hierher ;)


    Vielen Dank für all die netten Worte, sie verleihen mir in der Tat starken Auftrieb!


    Jetzt möchte ich euch allerdings bitten, es mir nicht übel zu nehmen, dass ich im Moment nicht weiter auf eure Reaktionen eingehe - seit gestern Nachmittag, als ich in der Werkstatt die Aufnahmen vom Treibrad und einige weitere fehlende Fotos machte, war ich mit den Beiträgen beschäftigt (Finalisieren schon früher aufgesetzter Texte und Bearbeiten der Fotos) und würde jetzt keinen vernünftigen Text mehr zusammenbringen.


    Bis später also...


    Kristian

  • Hallo nochmal,


    wie versprochen, melde ich mich wieder zu Wort...


    Einleitend muss ich zugeben: Als ich diesen Beitrag schrieb, war ich mir bewusst, dass diese Technologie wohl nicht für viele nutzbar ist, denn entsprechende Gießereien sind wohl eher dünn gesät, hoffte aber, dass sich hier vielleicht doch der eine oder andere findet, dem meine Erfahrungen Inspiration und Ansporn sein können. Scheint geklappt zu haben ;)


    Eine Gießerei zu finden ist eine Sache, da aber mit dem Fuß in die Tür zu kommen schon eine andere. Mir kam da (wie schon oft) ein Zufall zur Hilfe (zusätzlich zur Existenz der Gießerei am Stadtrand von Brünn):


    Schon in meinen ersten Anfängen in diesem Hobby schickte ich ein Foto des Treibrades an die Gießerei, ob sie sowas gießen könnten. Nein, hieß es, der Stahl kommt nicht durch so dünne Speichen durch. Beim EDHT 2015 zeigte mir Chris69 ein gegossenes VA-Rad, ich nehme an, es war aus England (Johannes hatte hier über solche berichtet ). Ich lieh es mir kurzerhand aus und legte es dem Gießereichef auf den Tisch - ja, das kriegen wir hin, überhaupt aus VA. Wie man jetzt sieht, klappt es auch aus schwarzem Stahl, sogar bei Treibrädern mit relativ viel schlankeren Speichen.


    Erkenntnis: womöglich persönlich vorsprechen, am besten mit einem Musterstück oder Modell, ggf. irgendeinem eigenen Werk, damit zu sehen ist, dass das Interesse ernst gemeint ist.


    So, nun zu euren Beiträgen:


    Janosch :

    Ich habe mich schon manchmal gefragt, wie es seit Deinen ersten Rädern weitergegangen sein mag... Irgendwelche Konstruktionsregeln für die Formen kann ich gerne teilen, muss sie aber erst mal in Ruhe zusammenstellen. Ich kann aber auch eine CAD-Datei einer Form zur Verfügung stellen, daran erkennt man sowieso am meisten, überhaupt, wenn die selbe CAD-SW vorhanden wäre - mein Fusion 360 bildet beim Konstruieren eine Zeitleiste, in der man die Vorgehensweise Schritt für Schritt nachvollziehen kann.


    Das Wachs hat mir die Gießerei gegeben, sie kriegt es ja zurück ;) - es wird nach dem Ausschmelzen aus der Keramik von Wasser und Schmutz befreit und wiederverwendet. Wie in meinen späteren Beiträgen erwähnt, ist die Schwindung (danke für den Begriff) von Teil zu Teil verschieden, man muss sich also eine Tabelle typischer Werte für bestimmte Formen ansammeln. Das Nachlaufrad ist aus ordinärem Baustahl, die anderen siehe Beiträge.


    IVK fan :

    Meine komplexeren Teile hast Du ja mittlerweile gesehen, und es stehen noch schönere auf dem Plan, und irgendwann auch die Zylinder, in welch auch immer Technologie.


    Wolfgang R. :

    Urmodell für Stahlguss/Bronze - ich nehme an, in Sand gegossen, oder?


    GeGa :
    Natürlich habe ich über eine Veröffentlichung in der Gartenbahn Werkstatt nachgedacht. Diesem Forum verdanke ich jedoch, dass ich mich überhaupt an dieses Hobby wagen konnte, also ist es für mich selbstverständlich, mein Wissen zuerst mit euch allen hier zu teilen. Natürlich kann die Zeitschrift ein breiteres Publikum ansprechen und ist gewiss ein nachhaltigeres Medium als ein Internetforum, also werde ich mich einer eventuell gewünschten Zusammenarbeit bestimmt nicht verweigern.


    Marco :

    Danke für die Erläuterung zur Speichenzahl. In der Tat sind in der Zeichnung von 1925, als die Lok entworfen wurde, 20 Speichen, an der letzten gebauten nur 19. Jemand hat mir gesagt, gerade oder ungerade sei "Firmenphilosophie", aber jetzt weiß ich den wirklichen Grund.


    Soviel in diesem Moment, schöne Grüße...


    Kristian


    PS: Wie ich jetzt in der Vorschau entdeckte, generiert die Foren-SW automatisch Links zu Namen, die in der Mitgliederkartei auftauchen. Damit diese nicht versehentlich auf eine andere Person verweisen, habe ich eure Forennamen verwendet und hoffe, euch stört es nicht.

  • Hallo Kristian,


    vielen Dank für die Antwort und auch die anderen Beiträge, aus denen ich noch viel Wissen ziehen konnte. Danke, dass Du deine mühsam gesammelten Erfahrungen hier teilst. Sicherlich wäre eine Absprache mit der Gießerei vor Ort wegen der Gestaltung der Gussteile ideal. Ob sich ein Meister so lange Zeit nimmt/Zeit nehmen kann?


    Was sprach für dich eigentlich gegen das Drucken eines Positivmodells, abgießen in einer Silikonform und anschließendes Gießen des Wachses in der Silikonform?


    Grade deine Erfahrung hinsichtlich der Oberflächenqualität von FDM-Druckern teile ich. Auch ich musste damals meine Modelle glätten. Ich habe Spritzspachtel und Schleifpapier genommen. Nachdem ich die Gussräder damals erhalten hatte, gehe ich mehr davon aus, dass ich die Oberflächennachbearbeitung wegen der Ausformung aus dem Sand machen sollte. Die Oberflächenqualität wird nach meiner Meinung mehr vom verwendeten Sand beeinflusst. So sind deutliche Unterschiede zwischen den Ergebnissen der beiden Gießereien sichtbar. Die zuletzt erhaltenen Räder waren deutlich glatter. Die Ausformung war bis zum Ende problematisch, wie mir auch der letzte Gießer berichtete. Speziell der Bereich zwischen Gegengewicht und Radreifen war auch bei mir ein Problem. Der Gießer gab mir noch einen Tipp, wie ich die neuen Modelle abwandeln sollte, damit sie besser ausformbar sind. Er hat mir zum Beispiel geraten den Bereich zwischen Gegengewicht und Radreifen entweder zu füllen oder größer zu machen. Aber genug davon, hier geht es schließlich um ein anderes Verfahren.

    Dennoch lassen sich manche Erfahrungen für beide Gießverfahren teilen. Einen Konstruktionskatalog könnte man vielleicht in einem eigenen Beitrag erstellen und diesen splitten in "Grenzen der Drucktechnologie" und "Grenzen der Gießtechnologie". Letzteren Punkt dann zugeschnitten auf beide Verfahren und spezifische Unterschiede in zwei Absätzen. Somit kann man einen Katalog erstellen, an dem jeder Mitarbeiten und persönliche Erfahrungen mit einfließen lassen kann. Am Ende könnte ein annähernd kompletter Katalog entstehen, an dem sich in Zukunft jeder orientieren kann. 3-D Drucker sind zwischenzeitlich sehr erschwinglich. Wenn sich regional Personen gemeinsam einen Drucker anschaffen, wäre sogar die "Auslastung" des Druckers etwas höher und die Anschaffungskosten für die Einzelpersonen geringer.


    Die Schwindung regional unterschiedlich im Modell vorzusehen finde ich persönlich "oversized". Kein Mensch misst die Dicke der Speiche nach, sehen wird das auch keiner bei 1,xx% Schwindung. Annähernd stimmen muss nur der Innendurchmesser des Radreifens, der Nabendurchmesser und der Abstand Achse - Kurbel. Mir persönlich reichen grobe Hausnummern nach Werkstoffen und Verfahren sortiert ala: "Speichenrad ØXXX - X.X%", "Scheibenrad ØXXX - X.X%", "Schornstein gedrungen - X.X%", "Schornstein länglich - X.X%",...

    Ich kann gerne nach dir den Anfang machen und meine Gussteile vermessen. Da inzwischen zwei Gießeren die gleichen Teile in der Hand hatten, kann ich auch mal sehen, ob sich da ein Unterschied ergeben hat.


    Apropos Schwindung: Wenn ich das richtig sehe, hast du sehr wenig Bearbeitungszuschlag bzw. bist sehr endkonturnah. Wie viel ist es denn bei deinen Teilen und ist es ausreichend? Oder hast du die Teile noch nicht bearbeitet?


    Ich musste auch die gleiche Erfahrung beim Suchen einer Gießerei machen. Letztendlich bleibt es der gute Wille der Gießerei, dass sie Teile für uns herstellen. Wirtschaftlich interessant sind wir auch in der Branche nicht, selbst wenn sie einen "Mindermengenzuschlag" draufpacken würden. Da es ,wie gesagt, nur die Hilfsbereitschaft ist, sind die Preise eher moderat und decken vielleicht die Kosten für den Aufwand. Oder hat in der Hinsicht jemand andere Erfahrungen gemacht? Ich hatte bisher bei den Anfragen den Studentenstatus. Erschwerend kommt hinzu, dass (Eisen-)Gießereien inzwischen in Zentraleuropa ganz schön zu kämpfen haben. Eine Gießerei ist verbunden mit großen Anschaffungskosten, der Preisdruck ist hoch. Das mündet darin, dass es immer weniger Gießereien hierzulande gibt.


    Ich konstruiere in SolidWorks. Aber die Anschaffung von Fusion360 wäre kein Problem, da gratis.


    Viele Grüße

    Janosch

    Der Langsamste, der sein Ziel nicht aus den Augen verliert, geht immer noch schneller als der, der ohne Ziel herumirrt (Gotthold Ephraim Lessing)

    Einmal editiert, zuletzt von Janosch ()

  • Hallo Janosch,


    die Silikonmethode war mein erster Ansatz, beim Fräsen eines Positivmodells aus Holz für ein einziges Radsegment (einseitig) sammelte ich erste Erfahrungen an der Fräsmaschine. Von diesen ermutigt, beschloss ich, gleich eine Negativform für ein ganzes Halbrad herzustellen (auch einseitig) und mir so die ganze Stinkchemie zu ersparen (plus Vakuumbehälter zum Rausziehen der Luftblasen aus dem Silikon). Sowieso hatte ich keine große Idee, wie ich die notwendige Stabilität der Form gewährleisten könnte, um die angestrebte Präzision des Modells zu erreichen - noch dazu ein Exoskelett bauen?


    Die Grenzen der Technologien zu kennen ist bestimmt wichtig, viel wichtiger finde ich jedoch die Erfahrungen, wie ich eine so dünne Schale überhaupt fehlerfrei gedruckt kriege - das meinte ich mit Konstruktionsregeln. Nicht umsonst habe ich unzählige Stunden dem Drucker beim Drucken zugeschaut - an der fertigen Form sieht man zwar die Löcher, aber warum sie gerade da entstanden sind, versteht man nur so (d.h. Auftragsdruckerei scheidet praktisch aus, zumindest in der Lernphase). Wie gesagt, ich muss mir in Ruhe überlegen, wie ich das vernünftig zusammenfassen kann.


    Gemeinschaftliches Nutzen eines Druckers klingt schön, setzt aber eine akzeptable räumliche Verteilung der Nutzer und zeitliche Versetzung des Bedarfs voraus. Übrigens: Die Qualität der "Produkte" ist stark von der Qualität des Druckers abhängig - je ungenauer / weniger steif , desto mehr Nacharbeit, um glatte Oberflächen zu erreichen. Ich hatte das Glück, dass im FabLab gerade Drucker von Prusa stehen und die Jungs einen direkten Draht zum ihm haben - so erfuhr ich, dass das neue Modell MK3 in Vorbereitung ist, und die 4 Monate warten bis zum Launch haben sich wirklich gelohnt - ein ganz anderer "Fahrspaß" :)


    Die VA-Teile haben nur dort Aufmaß, wo ich sie präzise ans Umfeld anpassen muss. Das Treibrad hat +1 mm, würde genügen, wären da nicht die lokalen Deformationen am Gegengewicht (die hätte ich schon voraussehen können, ist mir einfach nicht eingefallen)und an den Angüssen. Mögliche Lösungen habe ich ja schon angedeutet, zzgl. größeres Aufmaß.


    Wie auch schon geschildert, hatte ich hinsichtlich Gießerei einfach Schwein. Vor dem Maker-Treff fragte ich den Chef, ob ich das ganze überhaupt breiter bekannt machen soll/darf. Ja, könne ich, aber lieber nicht sagen, wo ich die Teile gießen lasse, bzw. klar andeuten, ich sei da eine große Ausnahme. Hast Du schon mal nachgeschaut, wo es überhaupt in Deiner Nähe eine Feingießerei gibt?


    Schöne Grüße

    Kristian