Mostly Printed CNC “Primo” Teil 3

In den ersten beiden Teilen dieser Serie haben wir darüber gesprochen, welche Teile im 3D-Druck entstehen und wie die Druckparameter zu setzen sind – zumindest in Verbindung mit Cura und meinem Ultimaker 2+. Es folgten Infos darüber, wie man sich ausgehend von der gewünschten Größe des Arbeitsbereichs mit Hilfe des MPCNC Calculators die benötigten Längen der Edelstahlrohre berechnen kann. Quellen für die Rohre und die benötigten schrauben und Kugellager haben wir ebenfalls beleuchtet.

In diesem Teil soll es nun darum gehen, welche sonstigen Teile benötigt werden, um eine Mostly Printed CNC (MPCNC) vollständig bauen zu können.

Da fallen enem natürlich sofort die Schrittmotoren ein. Es werden Motoren vom Typ Nema 17 mit 59Ncm Stellkraft empfohlen (5-17HS19-2004S1).

MengeBezeichnungLink
5 (1)5 Schrittmotoren, Nema 17 mit 59 Ncm Stellkraft https://www.amazon.de/STEPPERONLINE-Schrittmotor-Bipolar-Verbinder-DRUCKER/dp/B07CPQC1Y6
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Damit die Motoren auf der X- und Y-Achse ihre Aufgabe erfüllen können, werden Zahnriemen vom Typ GT2 mit 10 mm Breite benötigt. Die Länge der benötigten Riemen berechnet ebenfalls der Calculator (https://docs.v1engineering.com/mpcnc/calculator/).

In meinem Fall (gewünschte Arbeitsfläche von 800 x 600 mm) sind insgesamt ca. 4300 mm Zahnriemen notwendig. Gemäß der Projektwebseite empfiehlt der Entwickler, Riemen mit Stahlverstärkung zu meiden. Zusätzlich sind 4 Riemenscheiben mit 16 Zähnen und einer 5mm Bohrung für die Welle der Schrittmotoren benötigt. Für die Umlenkung kommen weitere 8 Riemenscheiben ohne Zähne zum Einsatz.

Menge/Maß  BezeichnungLink
4,23m (5m)Zahnriemen GT2, 10 mm breithttps://www.amazon.de/gp/product/B075VX183Y
4 (2)2er Set, Riemenscheibe GT2, 10 mm breit, 16 Zähne, 5 mm Bohrunghttps://www.amazon.de/gp/product/B075VW8H8N
8 (2)5er Set, Riemenscheibe GT2, 10 mm breit, ohne Zähne, 5 mm Bohrunghttps://www.amazon.de/gp/product/B0762FV13M
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Für die Z-Achse ist ebenfalls ein Schrittmotor vorgesehen. Er treibt eine T8 Spindel an. In meinem Fall ist die Spindel 200 mm lang. Dieser Wert wird vom Calculator berechnet (siehe vorhergehende Abbildung “leadscrew length”). Um die Spindel mit der Motorwelle zu verbinden, ist eine Kupplung 5×8 mm notwendig.

Menge/Maß  BezeichnungLink
200mm (200mm)T8 Spindel mit Spindelmutterhttps://www.amazon.de/gp/product/B07LDZY8RY
1 (1)2er Set, Wellenkupplung 5×8 mmhttps://www.amazon.de/gp/product/B08B6BHNKC
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Weiter geht es mit den Teilen der Steuerung. Ich möchte – wie viele andere Bastler auch – als Steuerung einen Arduino Uno R3 verwenden. Einerseites kenne ich mich mit diesem kleinen aber feinen Stück Hardware aus, andererseits habe ich hier noch einen Uno liegen und habe nun eine sinnvolle Verwendung für ihn. Auf den Arduino wird das sog. CNC-Shield gesteckt, welches für den Anschluss der Schrittmotoren und der optionalen Endlagenschalter verwendet wird. Auch kann man eine Tastplatte zur automatischen Nullpunkt-Bestimmung anschließen (https://hc-maschinentechnik.de/CNC-Tastplatte-fuer-Estlcam). Damit die Motoren genügend Strom bekommen, sind ebenfalls Anschlüsse für Motortreiber vorgesehen. Die Konfiguration wird über Jumper mit Rastermaß 2,54 mm durchgeführt. Man fidnet dieses häufig auf ausrangierten Mainboards oder man kauft sich eine Handvoll bei Amazon oder im Elektronikladen um die Ecke.

Menge  BezeichnungLink
1 (1)Arduino Uno R3 oder kompatiblehttps://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3
1 (1)CNC Shield V3 Development Boardhttps://www.amazon.de/gp/product/B07CZDC9TZ
4 (1)5er Set, DRV8825 Schrittmotor Treiberhttps://www.amazon.de/gp/product/B073VK4YN7
5 (1)Jumper RM 2,54 mm (aus dem PC-Bedarf)https://www.amazon.de/gp/product/B0094DWS0E
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Die Elektronik kann man beispielweise in einem Gehäuse unterbringen, welches man ebenfalls aus dem 3D-Drucker bekommt. Ein Beispiel findet sich unter: https://www.thingiverse.com/thing:2895681. Aber auch kleine Schaltkästen oder anderweitige Selbstbaumaßnahmen sind denkbar.

Ich habe mir einige zeit Gedanken gemacht, auf welche Art und Weise man die die Kabel von der Steuerung zu den Schrittmotoren und Endlagenschaltern trennbar gestalten könnte. Mir kamen da teilweise Stecksysteme aus dem RC-Modellbau in den Sinn. Glücklicherweise haben sich schon andere diese Gedanken gemacht und verwenden 2- und 4-polige GX16 Stecker/Buchsen, die sich offensichtlich bewährt haben. Diese Verbindung ist verpolungssicher, kann verschraubt werden und hat eine Zugentlastung. So kann man die Kabel trennbar mit der Steuerung verbinden. Es sie noch gesagt, dass man spätestens jetzt auch Lötkenntnisse mitbringen sollte, die Litzen der Kabel anlöten zu können.

Dupont Buchsen

Die Litzen vom CNC Shield zu den Buchsen im Gehäuse werden an den Buchsen gelötet und am CNC Shield mit sog. Dupont-Buchsen angeschlossen. Da ich bereits eine passende Crimp-Zange samt Buchsen/Steckern mein Eigen nenne, muss ich mir hier nichts kaufen, werde aber dennoch in der folgenden Tabelle ein Angebot mit auflisten.

Es ist auch möglich, vorkonfektionierte Dupont-Kabel zu kaufen. Dann spart man sich das Aufcrimpen der Stecker. Man könte z.B. 4-adrige Dupont-Kabel nehmen, auf denen an beiden Enden Buchsen aufgecrimpt sind. Dann halbiert man die Kabel und kann sie prima an den GX16-Buchsen anlöten.

Das CNC Shield benötigt Strom für sich und Motoren. Dazu bietet sich ein Netzteil mit 12 V an. Das Shield kann zwar Spannungen zwischen 12V und 36V verkraften, aber da ich evtl. einen beleuchteten Ein/Aus Schalter verbauen möchte, bleibe ich vorsorglich bei 12V/5A. Viele der beleuchteten Schalter für den Niedervoltbereich vertragen für die LED maximal 12V. Damit man das Notebook-Netzteil problemlos anschließen kann, ist für den Hohlstecker des netzteils eine passende Buchse im Gehäuse vorzusehen. Auch die habe ich daheim, werde aber ein Beispiel in die Liste mit aufnehmen.

MengeBezeichnungLink
1 (1)12V 5A Netzteil Adapter, AC 100-240V, 60W, Hohstecker 5,5 mm x 2,1 mmhttps://www.amazon.de/gp/product/B07L5GP7SD
1 (1)Set, Einbau Buchse 5,5 mm x 2,1 mmhttps://www.amazon.de/DeLock-Steckverbinder-5mm-Buchse-Einbaubuchse/dp/B00FWP5EYK
5 (1)10er Set, GX16 4-polig (für den Anschluss der Schrittmotoren)https://www.amazon.de/gp/product/B07VCPY97D
6 (1)
1 (1)
10er Set, GX16 2-polig (6 für den Anschluss der Endlagenschalter, 1 für den Anschluss der Tastplatte)https://www.amazon.de/gp/product/B07VBLSHJF
1 (1)Set Crimpzange mit Dupont Steckern/Buchsenhttps://www.amazon.de/gp/product/B078K9DT69
1 (1)4er Set, Ventilator 40 mm x 40 mm x 10 mmhttps://www.amazon.de/gp/product/B07CM1PQNS
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Hinweis: Man kann auch alles mit dem 10er Set GX14 4-polig verdrahten. 5x 4-polig für die Motoren, 3x 4-polig für die 6 Endschalter, 1x 4-polig für die Tastplatte. Mir ist es allerdings lieber, die Anschlüsse getrennt zu halten.

Es ist immer hlfreich, weiteres Zubehör zu haben. Will man Endlagenschalter verbauen, sind bis zu 6 Stück notwendig. Diese befestigt man mit Hilfe von 3D-gedruckten Teilen auf den Stahlrohren. Es bieten sich verschiedene Varianten an. Zwei davon habe ich in der folgenden Tabelle augeführt. Weiteres benötigtes Zubehör für den Aufbau sind Schraubenzieher, Steckschlüssel/Maulschlüssel/Ringschlüssel, Lötkolben/Lötstation, Schrauben zur Befestigung der Füße auf der Grundplatte, Schrumpfschlauch, Kabelbinder, evtl. ein Niedervolt-Schalter für die Elektronik, um den Strom ein- und ausschalten zu können und Kabelbinder.

Empfehlenswert sind übrigens auch Schleppketten (Energieketten), um die Kabel, die zu den Schrittmotoren führen sauber verlegen zu können.

MengeBezeichnungLink
6 (1)10er Set, Mikro Schalter (Alternative 1)https://www.amazon.de/gp/product/B08734MSDD
6 (1)6er Set, Mechanischer Endschalter (Alternative 2)https://www.amazon.de/gp/product/B08R5NZDMH
3 (3)Kabelschleppkette, 15mm x 30mm, 1mhttps://www.amazon.de/gp/product/B07H7FH8JX
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Abschließend stellt sich die Frage, mit welche Form von Kabel man denn nun all die Teile miteinander verbindet? Für den Anschluss der Motoren habe ich mich für geschirmte, Steuerleitung 4 x 0,5 LiYCY entschieden. Eine Rolle mit 25m sollte locker ausreichen. Die Endschalter werden 2-adrig angeschlossen. Dazu reicht es aus, simple 2-adrige Leitung zu verwenden. Wenn man die nicht zur Hand hat und stattdessen aus zwei miteinander verdrillten 0,25 qmm Litzen den Anschluss fertigen möchte, kann Gewebeschlauch verwenden und in diesem die Litzen geschützt unterbringen.

MengeBezeichnungLink
25mSteuerleitung, geschirmt, LAPP Unitronic, 4 x 0,5https://www.ebay.de/itm/Steuerleitung-flexibel-geschirmt-UNITRONIC-LiYCY-4×0-5mm-Lapp-Kabel-0034604/122857362393
5mGewebeschlauch, 4-10 mmhttps://www.amazon.de/gp/product/B07JQ78X4J

Damit sollte alles beisammen sein, was man benötigt.

Mostly Printed CNC “Primo” Teil 2

Im ersten Teil ging es um den 3D-Druck der Teile, die für die Mostly Printed CNC (MPCNC) notwendig sind. Die Anzahl und Art der Teile ist dabei völlig unabhängig von den angestrebten Größe der Fräse. In Teil 2 meiner Serie möchte ich mich mit der Größe der Fräse und der Materialbeschaffung beschäftigen.

Als Größe für dem Arbeitsbereich der Fräse habe ich 800 x 600 mm im Blick. Größer soll sie nicht werden, zumal die gesamte Konstruktion mit steigender Größe auch an Stabilität verliert. Freilich ist es möglich, auch größer zu bauen. Man geht dann eben Kompromisse in der Verwindungssteifigkeit ein.

Auf der Projektwebseite gibt es einen Kalkulator (https://docs.v1engineering.com/mpcnc/calculator/), mit dem man die Längen der benötigten Edelstahlrohre bestimmen kann. Zuerst setzt mal einige Vorgabewerte, z.B. ob man in mm oder Zoll die Werte berechnet haben möchte und welche Maschine man als Frässpindel einsetzen möchte. Da ich eine handgeführte Makita Kantenfräse RT0700CX2J besitze, habe ich mich in den Inputs für dieses Modell entschieden.

Die Inputs für den Calculator

Im nächsten Schritt gibt man nun die Arbeitsfläche und die gewünschte Hubhöhe der Fräse an und bekommt die Längen der Edelstahlrohre berechnet.

Mit diesen Maßen kann man sich im gut sortierten Fachhandel Edelstahlrohre besorgen, die einen Außendurchmesser von 25 mm und eine Wandstärke von 2 mm haben. Wenn man sie nicht fertig auf Länge geschnitten bekommen kann, ist es sinnvoll, einen Rohrschneider (Handwerkzeug) daheim zu haben. Aber vorsicht: Die Rohrschneider aus dem Baumarkt sind meist nur für Kupferrohr geeignet. Rohrschneider für Edelstahl bekommt man im Fachhandel oder im Internet ab etwa 30 Euro für die günstigen Modelle. Beispiel: https://www.rosebikes.de/birzman-ftc-rohrschneider-2666412

Es gibt auch Anbieter im Netz, z.B. auf eBay der Verkäufer “rundumedelstahl_de”, die Komplettsätze an Rohren für die gewünschte Größe des Arbeitsbereichs anbieten. Ein Satz fertig konfektionierte Edelstahlrohre schlägt dann mit Versandkosten mit etwa 90 Euro zu Buche. Link: https://www.ebay.de/itm/313322663610

Für den mechanischen Aufbau sind natürlich auch Schrauben, Muttern und Kugellager notwendig. Auch hier kann bzw. sollte man sich an der Projektwebseite orientieren:

  • 46x M8x40 Außensechskantschraube DIN 933
  • 46x M8 Sicherungsmutter DIN 985
  • 65x M5x30 Linsenkopfschraube DIN 7985
  • 65x M5 Sicherungsmutter
  • 24x M3x10 Linsenkopfschraube DIN 7985
  • 10x M2,5×12 Linsenkopfschraube DIN 7985
  • 44x 608-2RS Rillenkugellager

Alternativ gibt es aber auch hier in Deutschland Komplettsets aus Schrauben, Muttern und Kugellagern zu kaufen. Beispiel: https://www.ebay.de/itm/MPCNC-Primo-Schrauben-Kugellager-Kit-Set-Mostly-Printed-CNC-A2-Edelstahl-/392982169143

Mit den 3D-Druck-Teilen, den Edelstahlrohren und Schrauben kann man anfangen, den Grundrahmen der CNC-Fräse aufzubauen. Es fehlen freilich nocch eine ganze Menge an Teilen, wie z.B, die Schrittmotoren, Zahnriemen, Elektroik, Kabel etc. Allerdings sollte man sich schon jetzt darüber Gedanken machen, auf welcher Basis (Platte) die Fräse montiert werden soll. Das ist notwendig, da die Fräse in sich nicht formstabil ist. Sie hat keinen geschweißten oder geschraubten Stahlrahmen, wie ihn Fertigmaschinen üblicherweise haben. Daher müssen die Füße auf einer Grundplatte montiert werden.

Übrigens: Wer sich eine Fräse aus Stahl/Aluminium bauen möchte, kann sich gerne einmal die Volksfräse von Uncle Phil ansehen: https://www.unclephil.de/volksfr%C3%A4se-vf1/

Die Größe der Grundplatte spuckt ebenfalls der Calculator aus und zwar abhängig vom gewünschten Arbeitsbereich.

Die minimale Größe der Platte beträgt also 1070 mm x 879 mm. Die Außenkanten der Füße sind dann exakt an den Außenkanten der Ecken der Grundplatte. Wenn man nicht gewillt ist, einen ganzen Tisch für die Primo zu bauen, bei dem dann z.B. unter der Platte die Elektronik und Spannungsversorgung untergerbracht werden kann, sollte sich jetzt überlegen, die Platte in beiden Richtungen um 5 cm größer zu besorgen. Das erlaubt es dann später eine Art kleinen Schaltschrank mit auf der Platte stehend zu montieren und hat obendrein noch an zwei Kanten Platz, 30 mm breite Energieketten (Schleppkletten) für die Kabelführung zu nutzen. Da ich mir noch nicht sicher bin, ob ich für die Fräse eine Tisch bauen werde, werde ich zuerst mal eine Platte besorgen: Größe (1070 mm + 50 mm) x (879 mm + 50 mm) = 1120 mm x 929 mm.

Die Grundplatte sollte nicht zu schwach gewählt werden. Eine 20 mm starke Multiplex- oder Siebdruckplatte sollte es mindestens sein. Solche Platten kann man sich in einem gut sortierten Baumarkt, bei einem Holzhandel, der Zuschnitt anbietet oder bei einem Onlinehändler für Plattenwerkstoffe besorgen, z.B. https://expresszuschnitt.de/Multiplexplatte-Birke-Multiplex. Am Beispiel des hier genannten Händlers die Preise zum Zeitpunkt 04/2021:

  • Multiplex Birke, 1120 x 929 x 21 mm: 82,31 € zzgl. Versand
  • Siebdruck, 1120 x 929 x 21 mm: 89,85 € zzgl. Versand

Die Versandkosten belaufen sich jeweils auf 34,95 €.

Wer bei einem lokalen Holzhändler einkaufen kann, kommt evtl. deutlich günstiger weg, weil die Versandkosten entfallen. Selbst der Kauf einer eigentlich zu großen Platte kann sich lohnen, wenn man sie daheim auf einer Tischkreissäge oder mit einer Tauchkreissäge auf das Endmaß schneiden kann.

Was sonst so an Teilen benötigt wird, um die MPCNC Primo zu bauen und wo man diese bekommen kann, folgt im dritten Teil der Serie.

Mostly Printed CNC “Primo” Teil 1

Seit längerem trage ich den Wunsch nach einer CNC-Fräse mit mir herum. In der engeren Auswahl war auch immer eine Stepcraft -2/D.840 (https://shop.stepcraft-systems.com/stepcraft-2-840-bausatz). Da ich aber bereits seit 2016 einen 3D-Drucker mein Eigen nenne, habe ich mich nach einer Selbstbaulösung umgeschaut. Dies verspricht geringere Kosten und gleichzeitig ein anspruchsvolles Projekt, mit dem ich überprüfen kann, ob eine CNC-Fräse das richtige für mich ist. Steigen zukünftig die Anforderungen, kann dann der Schritt hin zu einem Fertigprodukt gewagt werden.

Da kam mir ein Artikel in der c’t 6/2021 (CNC für alle, ab Seite 154) gerade recht. Der Redakteur hat eine Mostly Printed CNC (MPCNC) gebaut und darüber auf 7 Seiten berichtet. Ein Blick auf die Projektwebseite ergab, dass es mittlerweile eine Nachfolgeversion gibt (https://docs.v1engineering.com/mpcnc/intro/). Sie hört auf den Namen MPCNC Primo.

Eine MPCNC Primo (Foto (c) V1 Engineering)

Glaubt man den Ausführungen im c’t Artikel und den Berichten im Netz, soll die MPCNC für Holz-, Kunststoff und Aluminiumbearbeitung geeignet sein. Das klingt erstaunlich, da viele Teile der Fräse im 3D-Drucker entstehen. Insgesamt 53 Teile sind zu drucken zzgl. Teilen für die Montage des eigentlichen Fräsmotors. Welche Teile in welcher Menge zu drucken sind, findet man in einer Auflistung unter https://docs.v1engineering.com/mpcnc/PParts/.

Der Rahmen der MPCNC besteht aus Edelstahlrohren und diese sind in unterschiedlichen Teilen der Welt in unterschiedlichen Maßen zu bekommen. Für Europa bietet es sich an, Rohre mit 25 mm zu verwenden.

Bevor mit dem Druck begonnen werden kann, sind noch einige Arbeiten zu erledigen. Zuerst einmal werden die STL-Dateien für den 3D-Drucker benötigt. Man kann sie aus verschiedenen Quellen herunterladen:

Wichtig ist darauf zu achten, dass die Teile mit der Buchstabenbezeichnung “F” verwendet werde, denn diese sind für 25 mm Edelstahrohr ausgelegt.

Ich habe mich für den Download von Github entschieden. Wer sich mit dem Versionierungssystem Git nicht beschäftigen möchte, holt sich die Files aus einer der anderen genannten Quellen.

Sobald die Daten da sind, kann mit dem Druck begonnen werden. Betrachtet man sich die Teileliste
(https://docs.v1engineering.com/mpcnc/PParts/) fällt auf, dass die Teile mit A und B markiert sind. A entspricht dabei schwarz und B entspricht rot, also ganz so, wie auf den Fotos der CNC auf der Webseite des Projekts. Ich habe mich für A = weiß und B = orange entschieden.

Als Filament verwende ich PLA von Ultimaker. Der empfohlene Infill ist dabei 45%. Lediglich der Core – das größte Teil der Fräse – wird mit 70% Infill gedruckt. Meine Einstellungen im Detail:

  • Nozzle: 0,4 mm
  • Layer Height: 0,25 mm
  • Infill Density: 45%
  • Infill Pattern: Cubic
  • Print Speed: 60 mm/s
  • Build Plate Adhesion: Skirt
  • Printing Temperature: 200 °C
  • Build Plate Temperature: 60 °C
Die Druckeinstellungen in Cura

Ich verwende die Software Cura. Sie bietet unter anderem auch das Infill-Pattern Gyroid an. Laut des c’t-Artikels kann man in diesem Fall die Infill Density um 10 – 15% reduzieren. Wer es also eilig hat oder etwas Geld sparen möchte, kann zu dieser Kombination greifen.

Apropos Geld: Ich habe für alle 3D-Druck-Teile nachgehalten, wie viel Druckzeit (inkl. Heating up und Cooling down) benötigt wird, wie hoch die Stromkosten sind und was man bei Verwendung mit Ultimaker PLA veranschlagen muss.

TypMesswertKommentar
Druckzeit136 Stundeninkl. Heating up und Cooling down
Menge Filament
235 m
Kosten Filament
98,69 €A: Ultimaker Tough PLA: white
B: Ultimaker PLA: orange
Menge Strom20,36 kWh
Kosten Strom7,41 €

Jetzt stellt sich natürlich die Frage, ob man nicht auch ein anderes Filament verwenden könne, als PLA. Ich habe teilweise auch zu Tough PLA von Ultimaker gegriffen. Ein Freund empfahl mir hingegen PETG. Doch das ist in diesem Projekt mit Vorsicht zu genießen. Es ist zwar stabiler als PLA, aber es ist nicht so maßhaltig. Der Entwickler des Projekts sagt dazu auf seiner Webseite:

Recommended Print Settings: PLA for dimensional accuracy (PETG is also acceptable, if your dimensions are verified good and you are willing to sacrifice some rigidity). Two or more perimeters for through hole strength. There are some steep walls so no more than 75% layer height to nozzle diameter. No support should be needed for any part I have designed.”

Das Programmfenster von Cura
Das Teil “Truck F Primo Mirrored V1” im Druck.

Mit den gewählten Druckeinstellungen geht es einigermaßen. zügig voran. Mit einer geingeren Schichtdicke oder einer feineren Düse wären die Teile hübscher geworden, aber darauf kommt es hier nicht an.

Eine kleine Auswahl der gedruckten Teile

EMCO Maximat Super 11: Preisliste & Prospekt

Für alle Interessierten, die eine gebrauchte EMCO Maximat Super 11 kaufen möchten, hier die Preisliste (Nov. 1986) und das Prospekt für die Maschine.

Vampisol Dammdurchlass kolorieren

Vor einiger Zeit habe ich mir einen Dammdurchlass von Vampisol (Jens Kaup) im Maßstab 1:87 kommen lassen.

Die sehr schön gravierten Gipsteile sind bei Lieferung schneeweiß und verlangen demnach nach einer adäquaten Kolorierung.

“Auslauf wilder Durchlass am Weiseweg” von Vampisol

Für die farbliche Behandlung schlägt Jens Kaup Washings von Vallejo vor. Die wichtigstens davon habe ich zum Glück daheim und habe mich daher an die Arbeit gemacht. Viel war tatsächlich nicht nötig und der zeitliche Rahmen von einigen wenigen Minuten hielt sich doch stark in Grenzen. Die folgenden Farben kamen zum Einsatz:

  • Vallejo Model Wash 76.512 Dark Green
  • Vallejo Model Wash 76.513 Brown
  • Vallejo Model Wash 76.514 Dark Brown
  • Vallejo Model Wash 76.515 Light Grey
  • Vallejo Model Color 70.950 Black

Dazu noch einen passenden kleinen Pinsel. In meinem Fall einen Revell Painta Luxus P 100 Größe 0 (Rotmarder). Um stehendes Wasser nachbilden zu können, reicht hier problemlos Vallejo Water Texture Acylic aus.

Begonnen habe ich mit 76.513 Brown. Mit diesem Washing wurden alle Steine in den Gipsmodellen behandelt. Die Farbe läuft schön in die Ritzen und lässt die Steine plastisch hervortreten. Auch den Ein- bzw. Auslauf habe ich mit der Farbe behandelt.

Es folgte mit 70.950 Black die Rückwand der angedeuteten Röhre, um Tiefe zu erzeugen. Das Betonteil des Durchlasses habe ich daraufhin mit 76.515 Light Grey behandelt.

Beim Dammeinlass sollte ein stehender kleiner Tümpel (nicht mehr als eine große Pfütze) nachgebildet werden. Daher habe ich den Boden zusätzlich noch teilweise mit 76.512 Dark Green bemalt. Das Schöne an den Washings ist, dass sie sich ganz natürlich den Weg suchen und in bestimmten Bahnen verlaufen.

Abschließend folgten einige Tropfen Water Texture, die ich mit einem Zahnstocher verteilte. Das Ergebnis sieht nun so aus:

Die Kombination aus Braun und Grün gibt dem Tümpel eine gewisse Tiefe.


Der Dammauslass ist auf die anloge Art und Weise koloriert worden. Nur sollte hier kein Wasser dargestellt werden, da die Menge am Einlass kaum dazu gerecht hätte, am Auslass mehr als ein Rinnsal zu erzeugen.

Der Auslass wurde wie schon zuvor mit 76.513 Brown koloriert. Danach folgte eine wirklich minmale Schicht aus 76.514 Dark Brown, die ich on Top mit ein wenig 76.512 Dark Green optimiert habe.

Dammauslass mit feuchtem Erdreich

Wenn die Teile an geeigneter Stelle in die Landschaft eingebaut werden, folgt selbstverständlich noch etwas Grünzeug.

Workshopwochenende in Markelsheim

Einige werden ihn von seinen YouTube-Videos kennen, andere von seinen Artikeln in verschiedenen Modellbahn-Magazinen – Michael Robert Gauß, aka Kunstmichi (http://www.michael-robert-gauss.de).

Am 25. und 26.05. waren wir (mein Neffe und ich) bei Michael in Markelsheim auf einem Workshopwochenende. Wie man auf dem Fotos sieht bei bestem Wetter, was wir am zweiten Tag auch nutzten. Am Samstag, den 25.05. drehte sich alles um das Gleis, v.a. um die farbliche Behandlung und das Einschottern. Der Sonntag war dann ganz den Mauern und dem Begrasen gewidmet.

Tag 1 – Schienenstrang-Flair

Wie hatten zwei Stücke Flexgleis von Roco Line dabei und optional eine ganze Kiste mit Bastelmaterial, von dem wir freilich längst nicht alles benötigt haben. Ziel des Wochenendes war es, ein kleines Diorama auf ca. 30 x 15 cm zu realisieren. Am Ende des ersten Tages sollte ein Stück Schienenstrang – geschottert und farblich behandelt – das Ergebnis sein.

Begonnen hat also alles mit einem Brett in der passenden Größe (300 x 150 mm), etwas Styrodur oder Kork als Unterlage für das Gleis und dem Willen, etwas Ansprechendes in den nächsten beiden Tagen zu erschaffen.

Nachdem der Unterbau und das Gleis verklebt waren, wurde es farblich behandelt. Die Schwellen verloren direkt zu Beginn ihren Glanz, indem wir sie mit H456 Staubbraun von Mr. Hobby lackierten. Diese Acrylfarbe für den Plastikmodellbau trocknet matt auf und gibt den Schwellen eine passende Grundfarbe. Im zweiten Arbeitsgang wurden die Kleineisen und die Schienen mit H453 Rostrot von Mr. Hobby lackiert. Diese Farbauswahl ist freilich nach persönlichem Geschmack entstanden und kann beliebig variiert werden. Ich habe auch schon Tests mit anderen Farben ausprobiert, z.B. mit dem Acryllack “Schiene” von Wenz Moellbau. Da wir jedoch ohne Airbrush gearbeitet haben, entschied ich mich für die Farben von Mr. Hobby.

Damit das Gleis nicht so steril und perfekt aussieht, wurde im nächsten Arbeitsgang graniert. Zuerst mit einem einem hellen Grauton und abschließend mit Ocker. Beim Granieren ist es wichtig, den verwendeten Borstenpinsel auf einer Pappe oder ähnlichem Material fast trocken zu streichen, so dass er nur noch minimal Farbe abgibt. Erst dann kann mit dem Pinsel graniert werden, um Strukturen hervorzuheben und Spitzenlichter zu setzen. Die folgenden Fotos zeigen das noch feuchte Gleis.

Im nächsten Schritt wurde das Gleis in sein natürliches Umfeld gebettet, also eingeschottert. Ich hatte von Spurenwelten den Schotter Phonolith dunkelgrau Spur H0 dabei. Verklebt haben wir ihn mit dem üblichen Wasser-Weißleim-Gemisch (2/3 Wasser, 1/3 Weißleim, ein Spritzer Spülmittel). Dabei viel auf, dass der Schotter zumindest mit diesem Kleber stark nachdunkelt. Das Schotterbett konnte nach dem Aushärten jedoch durch Granieren wieder aufgehellt werden. Die Fotos zeigen einerseits den Schotter beim Verkleben und andererseits auf einem anderen schon trockenen Stück das Ergebnis nach der ersten Granierung.

Mein Neffe wollte ein Stück Straße oder Feldweg neben dem Gleis darstellen. Der Zustand sollte etwas heruntergekommen wirken, Ausbesserungsstellen und brüchige Kanten waren also angesagt. Also neben das Gleis einen mehrere Millimeter dicken Klotz aus Styrodur geklebt und auf diesem dann ein etwa 1-2 Millimeter starken Belag aus Styrodur aufgeklebt. Die Kante des Belags bekam vorab eine unregelmäßige Form, sie wie bei einfach geteerten Wegen der Rand oft wegbricht.

Bevor nun farblich nachbehandelt werden kann, sollten noch Ausbesserungsstellen und eine etwas zerklüftete Oberfläche auf dem dichten und glatten Styrodur geschaffen werden. Für die späteren Ausbesserungsstellen schnitten wir von einem Kreppband kleine rechteckige Stücke aus und klebten sie auf das Styrodur an die gewünschten Stellen. Mit einer Stahlbürste wurde sodann die Oberfläche tupfend perforiert, d.h. es wird versucht, dem glatten Styrodur eine gewisse Struktur zu geben. Die Ausbesserungsstellen sind dabei durch das Klebenband geschützt, bleiben also relativ glatt.

Bevor das Kreppband wieder abgezogen wurde, haben wir mit einem Bleistift noch die Umrisse der Ausbesserungsstellen in das Styrodur eingeprägt. Nun folgte die farbliche Behandlung. Zuerst mit Heki Straßenfarbe und nach dem abtrocknen mit einem dunklen Grau für die Ausbesserungstellen. Um dem Weg ein staubiges Erscheinungsbild zu geben, ist auch er noch leicht graniert worden.

Die Fotos zeigen den Weg nach erster farblicher Behandlung mit Heki Straßenfarbe und mit den farblich hervorgehobenen Ausbessungsstellen. Der Rand erhält auf dem zweiten Foto auch schon ein Schicht Quarzsand.

Tag 2 – Steinerne Illusionen

Am zweiten Tag des Workshops drehte sich alles um Mauern und die Begrünung des Dioramas.

Mauern kann man im Zubehörhandel kaufen oder mit etwas Geduld selber aus Styrodur fertigen. Styrodur ist natürlich erstmal ein glattes Material. Man kann es aber gut mit dem Cutter und einem kleinen Schraubenzieher gravieren. Dabei kann man frei Hand vorgehen oder bei einer eher ordentlich wirkenden Mauer mit einem Lineal parallele Linien in das Material einritzen. Diese noch viel zu dünnen Schnitte werden daraufhin mit dem Schraubenzieer etwas aufgeweitet. Dabei bekommen die Mauersteine auch ein wenig ihre individuelle Form.

Nachdem die Mauer graviert worden ist, wird sie wiederum mit der Stahlbürste berarbeitet, um rauh und ungleichmäßig zu wirken.

Nun wird das Styrodur mit Tiefengrund eingestrichen, was es einerseuts stabilisiert und andererseits die Oberfläche vorbereitet. Abschließend erfolgt die erste farbliche Behandlung in einem Farbton der Wahl.

Mein Neffe hat übrigens eine Mauer aus Sandstein gebastelt, während ich parallel zur Mauer auf meinem Diorama auch noch einen Signalsockel garviert habe.

Nach dem Trocknen der ersten Farbschicht, worden die Mauern mit einem Washing aus schwarzer Farbe behandelt. Diese extrem dünne Plörre aus Wasser und Acrylfarbe läuft prima in die Fugen und gibt den Strukturen mehr Tiefe.

Auf den Fotos sieht man auch, dass wir das Schotterbett noch ein weiteres Mal graniert haben, um es insgesamt aufzuhellen.

Um nun endliche mit dem Begrasen beginnen zu können, war noch ein wenig Landschaft nötig. Diese entstand wieder aus Styrodur. Auf meinem Diorama habe ich dann noch die Landschaft verspachtelt, was nicht zwingend notwendig ist, aber die Möglichkeit eröffnet, eine gewisse Rauheit dem Boden zu geben.

Auch die Mauern wurden noch graniert, um Spitzen und weitere Strukturen zu setzen.

Abschließend kam dann endlich das Begrasen. Mein Neffe war zuerst dran, so dass mein Diorama nur noch den ersten Begrasungsvorgang vor Ende des Workshops erlebte. Daheim saugte ich jedoch die überschüssigen Fasen ab und gestaltete es fertig.

Hier nun die Ergebnisse von zwei Tagen Workshop.

Fazit

Der Workshop hat sich absolut gelohnt. Im Gegensatz zu manch anderen Workshops bekannter Modellbahnfachgeschäfte ist man in einer kleinen Gruppe (maximal 5 Workshopteilnehmer) tätig und bekommt so deutlich mehr direkte Unterstützung durch den Kursleiter.

Wir werden wiederkommen!

Links

Eine neue Modellbahn entsteht – Gleiswendel 1

Bis zum Jahresende ist aufgrund anderer Aufgaben, die Modellbahn recht kurz gekommen. Immerhin konnte ich den Schattenbahnhof in Blöcke einteilen und vollständig verkabeln. Als nächsten Schritt begann ich mit dem Bau einer Gleiswendel. Betrachtet man die Fotos in der Galerie fällt auf, dass es im Uhrzeigersinn bergauf geht. Das ist nicht optimal, da der kleinere Radius somit bergauf führt. Da ich in der Wendel jedoch Radius R5 (542,8 mm) und R6 (604,4 mm) verwende und die Steigung < 2,5% bleiben wird, scheint mir das ganze Unterfangen dennoch praktikabel.

Da die Bahn eine Oberleitung haben wird, musste ich auch in der Gleiswendel Vorbereitungen treffen. Da der Abstand zwischen den Trassenbrettern recht gering ist, kam eine Tunneloberleitung (z.B. von Viessmann) nicht direkt in Frage. Allerdings befand ich das Viessmann Fahrleitungsband Nr. 68065 für eine gute Wahl. Zur Montage in der Wendel habe ich wiederum Teile mit meinem 3D- Drucker erstellt. Diese sind so gestaltet, dass sie den Gleisabstand von 61,6 mm des Roco-Line-Systems beachten und man das Fahrleitungsband darin festklemmen kann. Mit einem Tropfen Sekundenkleber kann man es zusätzlich sichern. Bisher habe ich jedoch nur die Halterungen montiert.

Die geringe Steigung der Strecken in der Anlage bedeutet allerdings auch, dass einige Gleise im Schattenbahnhof durch die Wendel relativ tief überspannt werden. Damit Stromabnehmer nicht am Trassenbrett hängen bleiben, habe ich mir kurzerhand an den neuralgischen Punkten eine passende Oberleitung gebastelt. Ich wollte so wenig Platz wie möglich verschwenden, deshalb kam nicht das Fahrleitungsband von Viessmann in Frage, sondern eine Kombination aus Schienenprofilen und Kupferdraht.

Um die Montage zu vereinfachen, habe ich mit dem 3D-Drucker ein paar Halter für “Roco Line”-Schienenprofile erstellt, die auf 4 mm Gewindestangen aufgeschraubt werden können. Die Schienenprofile bilden dann quasi das Querjoch über die Gleise. Daran wurden Kupferdrähte gelötet, die die eigentliche Oberleitung darstellen. Diese Arbeit ging erfreulich schnell von der Hand.

Zu Beginn und Ende der Oberleitungsstrecke gewinnen die Kupferdrähte an Höhe, so dass sie die Stromabnehmer sanft einfangen können. An den Übergängen habe ich die Drähte ebenfalls paarweise nach oben gebogen, damit sich Stromabnehmer nicht versehentlich verfangen können.

Eine neue Modellbahn entsteht – Schattenbahnhof 2

Über den Sommer passierte erwartungsgemäß nicht sehr viel. Da ich aber oft draußen war, entstanden auch hier und da mal ein paar Fotos der echten Bahn. Mir ging es dabei v.a. auch darum, die Farben und Anmutung der Materialien rund um den Schienenstrang an einem Sommertag einzufangen. Klar jeder Monitor stellt die Fotos anders dar und ich will auch nicht behaupten, dass meine Kameras 100%ig farbecht sind. Aber um einen Eindruck zu bekommen, langt es allemal.

Für mich besonders wichtig ist die Erkenntnis, dass die Schienen oft eben nicht Rostrot sind, eine Farbe, die viele Modellbahner jedoch häufig verwenden. Eher selten befahrene Nebengleise oder nagelneue Schienen können auch einmal Rostrot sein. Sonst ist es eher ein grau-braun, welches man an den Schienen findet.

In der folgenden Galerie gibt es einige Fotos aus Veitshöchheim, meinem Wohnort. Die meisten davon drehen sich um den Bahnhof, einige auch um unser Rokoko-Schloß.

Einige weitere Fotos sind auch noch an anderen Tagen in Fulda und Veitshöchheim entstanden.

Und was ist nun an der Modellbahn selber passiert? Der Schattenbahnhof nahm weiter Form an und ein erstes Stück Strecke habe ich begonnen zu bauen. Auch um die Beleuchtung konnte ich mich kümmern. Die ersten Decoder für die Servoantriebe der Weichen bezogen ebenfalls ihre Plätze im Rahmen der Anlage.

Die Verkabelung des bisherigen Baufortschritts stand an und erste Testfahrten konnten beginnen. Ich habe vor, die Bahn mit PC-Unterstützung zu steuern. Als Zentrale verwende ich daher eine DR5000 von Digikeijs, die ich über verschiedene Arten ansteuern kann. Dazu gehören der PC mit TrainController Gold, die Z21-App auf dem Smartphone und die Fleischmann/Roco WLAN-Multimaus. Hierzu aber zu einem späteren Zeitpunkt mehr in diesem Blog.

Einen ganz besonderer Zugang konnte ich ebenfalls verzeichnen. Wie landläufig bekannt sein sollte, beendet Fleischmann die Produktion von Modellen in der Spur H0 zum Jahresende 2018. Ich hatte mir einen gedeckten Güterwagen bestellt, der bei genauerer Betrachtung ein nettes, aber irgendwie auch trauriges Gimmick in seiner Beschriftung mitbringt. Auf dem schwarzen Anschriftenfeld steht:
Letzte Fahrt
FLM H0
31|12|18

Das Bild zum Vergrößern bitte anklicken

Eine neue Modellbahn entsteht – Schattenbahnhof 1

Nachdem ich im letzten Teil davon berichtet habe, wie ich mir zwei kleine Helferlein mit dem 3D-Drucker erstellt habe, möchte ich hier nun ein wenig den Fortschritt im Schattenbahnhof zeigen.

Dazu habe ich de Rahmen lose mit 8 mm Pappelsperrholz belegt und dort drauf den Gleisplan ausgelegt, die Gleise aber noch nicht final befestigt. Mir ging es darum zu schauen, ob die Planung in der Realität Bestand hat. Bei dieser Gelegenheit konnte ich auch gleich anzeichnen, wo ich die Trassenbretter später beschneiden musste.

Mit verschieden langen Personenwagen (ich habe bis auf 4 Wagen nur Modelle im Längenmaßstab 1:87) habe ich die Kurvengängigkeit geprüft. Überraschungen waren nicht wirklich zu erwarten, da ich mich an den Roco-Line Gleismittenabstand von 61,6 mm gehalten habe. Der kleinste Radius ist übrigens 419,6 mm, was dem Roco R3 entspricht.

Der Einfachheit halber habe ich die Bögen aus fertigen Bogenstücken zusammengesetzt. Der größte äußere Radius (das wäre R7) ist allerdings aus Flexgleis entstanden, so wie fast alles andere auch.

Nachdem der Gleisplan soweit stand, habe ich die Gleise entfernt, die Trassenbretter wo gewünscht ausgeschnitten und danach mit 2,2 mm starker Trittschalldämmung beklebt. Ursprünglich wollte ich die Gleise des Schattenbahnhofs möglichst vom Rahmen entkoppeln und alles auf die Trittschalldämmung kleben. Da die Züge später jedoch sehr langsam da unten fahren werden und der Krach sich somit in Grenzen halten solle, habe ich die Gleise dann doch genagelt. Das sparte viel Zeit und ließ mir zeitnah die Möglichkeit, Meine Weichenantriebe einzubauen.

Eine neue Modellbahn entsteht – Hilfsmittel aus dem 3D-Drucker

Lehre für den Gleismittenabstand (Roco Line)

Da ich viel mit Flexgleisen arbeite, suchte ich nach einem Hilfsmittel, welches mir auf der Geraden und in Bögen die Möglichkeit gibt, den immer gleichen Gleismittenabstand einhalten zu können.

Das von mir verwendete Gleissysetem ist Roco Line, der Gleismittenabstand also 61,6 mm. Ich erwarte mir von solch einem Hilfsmittel ein schnelles und dennoch sauberes Verlegen der Gleise im Schattenbahnhof und natürlich auch später im sichtbaren Bereich.

3D-Modell der Abstandslehre

Das Teil ist derart konstruiert, dass man es auf die Schienenköpfe aufklipsen kann. Das funktioniert auch dort, wo am Gleis Schienenverbinder vorhanden sind.

Die Lehre im Einsatz

Die Abstandshalter sitzen stramm auf den Schienenköpfen und das auch noch nach mehrmaligem aufstecken. Ich habe sie in größerer Stückzahl in PLA auf einem Ultimaker 2+ gedruckt.

Ich habe das STL-File zum Download hier angehängt: STL-File zum Download

Stifthalter für O-Wagen

Um nach dem provisorischen Verlegen der Gleise die Gleistrassen passend ausschneiden zu können, habe ich einen alten Fleischmann Güterwagen mit einem Stifthalter modifiziert. Er passt perfekt in den alten offenen Güterwagen Art.Nr. 5012 von Fleischmann. Die Innenmaße des Wagen sind: 83,7 mm x 30,2 mm x 14 mm

3D-Modell des Stifthalters

Die Teile sind so konstruiert, dass man zwei unterschiedliche Abstände anzeichnen kann. Natürlich hätte auch beide Abstände auf eine Platte zusammen gepasst. Da ich aber schon den Einsatz mit dem größeren Abstand (45 mm) hatte, habe ich mir noch einen zweiten mit geringerem Abstand zur Gleismitte (26 mm) gedruckt.

In die angeformten Hülsen passen handelsübliche Bleistifte hinein. Sie werden dadurch leicht schräg geführt.

Der Stifthalter im Einsatz

Hier die drei STL-Files zum Download:

Servohalter samt Stelldrahthalter

Meine Weichen sollen vorwiegend mit Servos gestellt werden. Ich habe mir eine Halterung für Micro-Servos konstruiert. Zusätzlich wollte ich eine eibfache Möglichkeit haben, den Stelldraht mit dem Servohorn zu verbinden, was zu einem Stelldrahthalter geführt hat, den man auf das Servohorn aufklipsen und zusätzlich falls nötig mit etwas Sekundenkleber sichern kann.

3D-Modell des Servohalters

Der Stelldrahthalter kann Drähte bis 1 mm Stärke aufnehmen. Beim Druck des Teils ist darauf zu achten, dass man keine Stützstrukturen drucken lässt, denn das würde die kleine Öffnung für den Draht vollends verschließen. Mit meinem Ultimaker 2+ konnte der Stelldrahthalter ohne Stützstrukturen problemlos gedruckt werden. Der Servohalter muss hingegen mit Stützstrukturen gedruckt werden.

Bisher bin ich nicht dazu gekommen, die Teile im Einsatz zu testen. Das Druckergebnis lässt aber hoffen:

Fertig gedruckte Teile

Hier die STL-Dateien zum Download: