Räder aus PETG

1. offizieller Beitrag

    Hallo zusammen.

    Wie ich in einem anderen Thread erwähnte, habe ich Räder aus PETG gedruckt.

    Ein sich gerade im Bau befindlicher Hochbordwagen anerbot sich um die Räder zu testen.

    Das Experiment ist nicht zu meiner Zufriedenheit verlaufen, aber seht die Bilder.

    Die Kugellager stammen aus meine Pennyboard.

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    Im eingebauten Zustand.

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    Das Ergebnis nach etwas mehr als 2 Stunden Kreise drehen.

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    Eigentlich habe ich erwartet, dass die Spurkränze am meisten Schaden nehmen, diese blieben aber heile soweit.

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    Wer will kann sich das Experiment auch im Video ansehen.

    Jetzt meine Fragen an die 3D Experten.

    War es die falsche Materialwahl?

    Oder lag es an schlechten Druckeinstellungen?

    Meine Druckeinstellungen im Prusa Slicer:

    - generic PETG

    - Schichthöhe: 0.2 mm Speed

    - Massive Schichten: 6 Boden und 6 Decke

    - Konturen: 6

    - Infill: 20%, Bienenwabe

    -> Druckzeit: 4h29 pro Rad.

    Einmal editiert, zuletzt von Capra Ibex (10. September 2023 um 21:20)

    Hallo Simon,

    Deine 6 Schichten Boden und Decke sind ja auch heil geblieben. Wieviel Schichten hast Du für die Wand (Lauffläche) definiert?

    Das Radprofil sieht mir nicht besonders gelungen aus (keine Schrägen). Bei der Kurvenfahrt gibt es schon einiges an Reibung.

    Viele Grüße

    Uwe

    Man hat niemals Zeit, es richtig zu machen, aber immer Zeit, es nocheinmal zu machen. [ . . . Murphys Gesetze].

    Hallo Uwe.

    Das sind ebenfalls 6 Lagen.

    Ja, die Lauffläche hat keine Schräge, da ich mein Rad strikt nach der Tabelle auf Seite 1 der NEM 310G konstruiert habe.

    Wir fahren aber auch nicht wirklich auf Normgleisen, sondern auf U 15/30/15. Ich weiss nicht ob da die 3(?) Grad einen Unterschied gemacht hätten.

    Gruss Simon

    Edit: Ach ja, die PETG teile hatten nach den Druck in alle Richtungen ca. 1mm Übermass. Ich weiss nicht ob das am Drucker oder am Material liegt. Mit PLA hatte ich bisher keine merkbaren Probleme mit falschen Massen. Trotzdem muss ich das demnächst mal überprüfen.

    3 Mal editiert, zuletzt von Capra Ibex (10. September 2023 um 21:02)

    • Offizieller Beitrag

    Hi,

    das Radprofil sollte nach 311G konstruiert sein. Die 310G beinhaltet, wie auch drauf, steht nur Spurführungsmaße. Beim Fahrverhalten, vor allem in Weichen, macht es einen großen Unterschied aus, ob der Spurkranz so ausführt ist, oder nicht.

    Zu deinem PETG Versuch:

    Deine Oberfläche vom Druck, auch die der Lauffläche sieht nicht all zu toll aus. Das spricht dafür, dass etwas mit deinen Einstellungen optimiert werden könnte.

    Ein Eisenbahnrad gewinnt seinen leichten Lauf unter anderem durch eine sehr kleine Kontaktfläche. Im Optimalfall eigentlich nur ein Punkt bzw. Linienkontakt. Das ist genau das, was Kunststoffe nicht so gerne mögen. Es wirken sehr hohe Spannungen auf einen sehr kleinen Bereich und das auch noch zyklisch. Also bei jeder Umdrehung geht die Spannung an einem Ort hoch und runter und das beim Fahren sehr häufig. Das kann zur Ermüdung des Materials führen, aber auch dazu, dass sich Schichten von einander trennen. Dein Wagen war ja nicht allzu leicht…

    Wie dick war denn deine Außenwand? 6 Linien können viel oder wenig sein, je nach Düsengröße.

    Ein interessanter Versuch. Bei einem Teil wie dem Eisenbahnrad, welches sich sehr einfach durch Drehen herstellen lässt, lohnt sich drucken nicht.

    Drucken lohnt sich in der Industrie nur da, wo sich Geld sparen lässt, oder die Komplexität es erfordert. Ein einfaches Drehteil zu drucken ist nicht lohnenswert…

    lg Jonas

    Hallo Jonas.

    Mein Drucker hat eine 0,4 mm Düse.

    Frage mich gerade, ob es helfen würde, auf den Laufflächen die Druckrichtung zu wechseln.

    Für jemanden der drehen kann mag es schon einfacher sein ein Rad so herzustellen. Für mich aber nicht. ;)

    Simon

    Hoi Simon

    Die Achse ist genau aus dem Grund aus dem Gleis gesprungen, weil die schräge Lauffläche fehlt. Der Spurkranz hat gar keine andere Wahl als aufzulaufen. Das Material ist meiner Meinung nach völlig ungeeignet, die Räder hättest Du gerade so gut aus einem Stück Butter schnitzen können. Soll ich Dir Stahl-Rohmaterial zu kommen lassen? Was bräuchtest Du?

    Gruss Dani

    Feldbahnmässiger Regelspurbetrieb mit elektrischen Dieseldampflokomotiven

    Hoi Dani.

    Danke, Metallmässig alles gut. :) Ich bin nur eben nicht so gut am Drehbank.

    Ich habe das Experiment daher gemacht, weil mit Waldenburgerli hier aus dem Forum dazu inspiriert hat. Und dann noch dieses YouTube Video hier, wo einer mit einem komplett 3D gedruckten Wagen herumfährt.

    Simon

    Hallo Simon

    Ich finde das Experiment spannend, auch wenn ich glaube, dass 3D gedruckter Kunststoff nicht der richtige Werkstoff/das richtige Verfahren ist, sobald eine Achse mehr als schätzungsweise 3 kg sieht. Die Lastgrenze kann man ja auch experimentell ermitteln.

    Der komplett gedruckte Wagen wird kaum etwas auf die Waage bringen.

    Aber eine andere Frage: Was hast du verändert, dass die Achse dann nicht mehr entgleist ist?

    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)

    Hallo Janosch.

    Folgendes habe ich geändert.

    Ich habe über jede Achse einen Betonklotz gelegt. Der Wagen hat ja noch keine Federung um die Verwindungen der Gleise auszugleichen. Den wesentlichen Unterschied hat aber die Fahrtrichtung ausgemacht.

    Gegen den Urzeiger ging, mit dem Urzeiger hat auch mit den Gewichten nicht geklappt. Hier ist noch zu erwähnen, dass es mit den richtigen Rädern aus Stahl und selbstverständlich nach Norm gefertigten Rädern in beide Richtungen funktioniert.

    Hallo Simon,

    die äußeren Perimeter werden ja - aus Sicht des Druckvorgangs - seitlich belastet, da ist die Festigkeit nicht gerade groß. Wenn schon, dann würde ich im Bereich des Radreifens (z.B. die äußeren 10 mm) mit 100% Infill Rectilinear drucken (mittels Modifyer, ggf. sogar ohne Perimeter), dann werden ja die Druckfasern auf Stauchung belastet und die einzelnen Schichten haften durch die abwechselnde Druckrichtung viel besser, das müsste die Festigkeit erhöhen. Löst aber nicht das Problem der generell unzureichenden Eignung des Materials - lieber Polycarbonat o.Ä., da müsstest du dich in einer Druckergruppe beraten lassen. Es gibt ja Werkstoffe, die durch nachträgliche Wärmebehandlung fester werden oder auch höhere Temperaturen aushalten, z.B. bis 230 °C für Anbauteile an Dampfloks.

    Gruß

    Kristian

    Hallo Harald,

    die Bahn ist ja unverändert aus Eisen..... 8o

    Und Simon: die Anpassung des Radreifenprofils an die gültige Norm ist ja "nur" eine "kleine" Programmänderung. Was hindert Dich also daran? Dass die Radreifen- und Spurkranzform entscheidend für die Entgleisungssicherheit ist, wurde ja bereits mehrfach an anderer Stelle berichtet.

    Unabhängig davon: interessanter Ansatz (wenn ich auch lieber beim Metall bleibe...)

    Viele Grüße, Winfried

    Ich fahre auf Spur 7 (Regelspur) oder auf Spur 5 mit der Feld- und Waldbahn

    Hallo Ihr,

    ich habe bisher zwei komplett gedruckte Wagen im Betrieb.

    Sie laufen gut mit kaum sichtbaren Einlaufspuren an den Laufflächen.

    Achsen sind Stahl und laufen in Kugellagern.

    Viele Grüße

    Holger

    Fueled by coffee, powered by steam.

    Moin Holger

    Moin Winfried

    Das deine Wagen gut laufen liegt bestimmt an gewissen Feinheiten welche

    in dieser Diskussion nicht miteinander im Einklang stehen. Nicht das wir

    Äpfel mit Birnen vergleichen.

    Zum einen steht die Frage im Raum, wie schwer ist das Fahrzeug genauer

    gesagt was für eine Achslast hast du und welcher Radius wird gefahren.

    Auch in welcher Weise (Druck) wurden insbesondere die Räder hergestellt.

    Und auch das anpassen desRadprofils was Winfried schon erwähnt hat spielt

    eine entscheidende Rolle. Gerade der Spurkranzwinkel ist da sehr entscheidend

    um ein aufklettern zu verhindern.

    Ich selbst habe mich durch Versuche an die Einsatzfähigkeit von Kunststoffräder

    in dem Fall PA herangetastet und dabei festgestellt das auf Grund des Reibungs-

    kodifizierten ein größerer Winkel sinnvoller ist. Gerade beim Einsatz auf

    Schienen U30x15 die ich auch verwende.

    Man sollte nach einem gescheiterten Versuch nicht gleich aufgeben und es

    vor allem verteufeln ohne alle Optionen ausprobiert zu haben.

    Und vor allem die tatsächliche Ursache für das Scheitern gefunden zu haben.

    Ich denke hier geht es in erster Linie um den Druck selbst und deren Konstruktion

    und nicht um die generelle Untauglichkeit des Materials.

    Klar, Eisenbahn hat was mit Eisen zu tun 🤓, aber dennoch sollte man andere

    Wege nicht gleich verteufeln 😉.

    Mit freundlichen Grüßen Michael

    Hallo Simon,

    Ich bin dabei mehrere Wagen zu planen, da diese je 3 Achsen mit Speichenräder haben ist mir die Überlegung gekommen die Speichen mit Nabe und einem Aussenring von ca 80mm mit ABS Filament zu drucken. In die Nabe wollte ich dann eine Stahlbüchse und am Aussen Durchmesser ein Laufering aus C45k mit 2-K Kleber einkleben.

    Ob es klappt, weiß ich nicht wollte dies mit 2 Laufachsen an einem bestehenden Wagen in Friedrichshafen testen.

    Gruß, Marc

    Hallo zusammen.

    Es freut mich, dass mein Experiment auf reges Interesse stösst.

    Die Tatsache dass mein Rad nicht normgerecht war, ist für mich nicht relevant. Das lässt sich ändern.

    Was für mich im Vordergrund steht sind Fragen bezüglich der Materialwahl und der Drucktechnik.

    Materialmässig steht mir im Moment PLA und PETG zur Verfügung.

    ABS oder ASA kann ich nicht momentan noch nicht drucken, da mein Drucker dafür nicht ausgestattet ist.

    Als ich überhaupt angefangen habe über 3D gedruckte Räder nachzudenken, noch bevor ich meinen eigenen Drucker hatte, dachte ich an Karbon verstärktes Filament. Aber auch dafür ist mein Drucker nicht ausgestattet.

    Das zweite ist die Drucktechnik. Dazu hat Kristian in Post Nr. 12 etwas geschrieben. Ich bin aber noch Neuling was die 3D Druckerei angeht und mir fehlt, für das was Kristian da beschreibt, noch das Know-How.

    @ Holger: Aus welchem Material sind deine gedruckten Wagen? Und wo gibt es Bilder? ;)

    @ Marc: Bitte berichte uns über die Hybriedräder deiner Wagen. :)

    Gruss Simon

    Hi Simon,

    es sind die letzten beiden Wagen in diesem Zug:

    Thema

    "getarnter" Bedienwagen

    Hallo Ihr,

    ein optisch unpassender Bedienwagen ist immer störend:



    Da man auf einem optisch passenden Zweiachser kaum stabil sitzen kann, musste eine andere Lösung her:

    Ein Drehgestellwagen der sich als zwei Zweiachser tarnt.



    Fahrgefühl wie bei einem Drehgestellwagen, optisch im Zugverband nicht auffällig.

    Jetzt fehlen "nur noch" die Details.

    Wenn die Hebel der Morton-Bremse montiert sind, werden die Drehgestelle noch unauffälliger sein.

    Hier mit montierten Fußrasten:





    Viele Grüße

    Holger
    Baubericht
    Scrat
    5. August 2023 um 13:10

    Zwei weitere sind gerade im Bau.

    Viele Grüße

    Holger

    Fueled by coffee, powered by steam.

    Für mich sieht es wie wenn das Material heiß wurde und geschmolzen ist. Wenn die Räder wirklich zylindrisch waren, dann gab es definitiv Reibung. Nicht umsonst sind Räder bei der Bahn keglig und die Spurkränze wirklich nur für den Notfall oder für Weichen vorhanden.