Räder aus PETG

Hi Simon

Grundsätzlich ist das mit dem Slicen wie beim Holz: Es sollte so gedruckt werden, dass die Belastung gegen die Gedruckten "Fasern" arbeitet, was bei einem runden Gegenstand meistens schwierig ist, da sich die Konstruktion ja dreht.

Ich selber würde sagen dass du so relativ gut dabei sein solltest.

Gruss

Ilias

Hallo Simon,

ich finde Kristian hat schon gute Tipps gegeben. Sprich ihn doch nocheinmal an, wenn es um besondere Einstellungen des Slicers geht.

Viele Grüße

Uwe

Hallo Simon,

Ich würde auf jeden Fall den Infill erhöhen. Klar, je dichter desto mehr Material und längere Druckzeit. Aber bei den von dir genannten 20% ist ziemlich viel komprimierbare Luft in deinem Rad, da hast du bei jedem Schlag im Gleis eine Verformung.

Grüße Markus

Zitat von A76

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.

Guten Abend Andreas

Das mit dem Laufflächenwinkel ist grundsätzlich wichtig allerdings nicht um

eine Punktuelle Auflage zu erzielen sondern um einen Reibungslosarmen

Mittellauf zu erreichen. In Simons Fall ist (vorausgesetzt die Räder waren

zylindrisch) hat er eine Punktuelle Auflage erreicht. Erklärbar aus folgenden

Grund. Die Schienen sind wie er geschrieben hat aus U30x15 welche keine

Parallelen Schenkel haben. Vom Steg aus gemessen je 2Grad. Ich gehe davon

aus, dass das „U“ parallel auf die Schwellen aufgeschweißt wurden. Somit

steht die Lauffläche der Schiene im 4Grad Winkel. Das heißt die parallel

Fläche der Räder haben eine punktuelle Auflage.

Meiner Meinung nach ist das verschmelzen der einzelnen Druckebenen nicht

ausreichend erfolgt und die Lagen haben sich unter der Walkbelastung

getrennt (aufgeblättert).

Gruß Michael

Hallo Michael,

Räder bei der Bahn haben eine Punktbelastung. Um einen Sinusförmigen Lauf, auch in der Kurve zu ermöglichen, muss das Rad keglig sein. Du schreibst was von reibungsarmen Mittellauf. Zylindrisch und Kurve und feste Räder ergibt immer Reibung. Dazu wurden die Räder beschwert. Ein Rad musste immer über die Schiene gleiten, egal wie die Schiene aussieht. Und Reibung erzeugt Wärme. Das alles erklärt auch das Aufklettern des Spurkranzes im Video.

Ja, da geb ich auch mal wieder meinen Senf dazu ...

Kunststoffräder werden nur bei leichten Modell Fahrzeugen funktionieren.
Die Kugellager müssen zwischen Rad und Achse, um das Diverenzial auf zu heben.
Die Modelle können keine zusätzlichen Lasten tragen.

Plastik ist nun halt mal kein Stahl
Räder und Achsen sind einer hohen Belastung ausgesetzt.

Zitat von A76

Hallo Michael,

Räder bei der Bahn haben eine Punktbelastung. Um einen Sinusförmigen Lauf, auch in der Kurve zu ermöglichen, muss das Rad keglig sein. Du schreibst was von reibungsarmen Mittellauf. Zylindrisch und Kurve und feste Räder ergibt immer Reibung. Dazu wurden die Räder beschwert. Ein Rad musste immer über die Schiene gleiten, egal wie die Schiene aussieht. Und Reibung erzeugt Wärme. Das alles erklärt auch das Aufklettern des Spurkranzes im Video.

Grüß Dich Andreas

Genau dass wollte ich damit sagen.

Durch den Laufflächenwinkel am Rad erreichst du die Situation dass das Rad nicht

am Spurkranz im Normalfall anliegt.

Allerdings sind unsere Radien im Bezug auf die Spurweite viel zu eng um ein berühren

des Spurkranzes komplett zu verhindern. Auch eine Überhöhung der Gleislage erreicht

nicht den gewünschten Erfolg.Wohlgemerkt bei unseren Gartenbahnen.

Das heißt das Fahrzeug (Räder) bemühen sich zwar, aber dennoch berühren sie die

Schiene. Allerdings nicht mit maximaler Kraft. Dass meine ich mit Reibungsarm.

Vielleicht habe ich mich da nicht ganz Fachmännisch ausgedrückt. Ich bin halt kein

studierter Bahningenieur 😁.

Übrigens Kunststoff Räder nur Lastlos fahren zu können trifft nicht zu. Ich bewege

Damit Achslasten von bestimmt 200kg. Aber es stimmt schon,er schiebt sich auf

alle Fälle schwerer und ganz besonders in der Kurve. Meine Personenwagen waren

über viele Jahre mit PA6 Räder ausgestattet und liefen gut durch die Kurven mit

3m Radius bei einem Achsstand der Drehgestelle von 320mm. Und wer meine Bahn

kennt weiß was sie leistet im Festberieb. Der Grund der Kunststoffräder war ein

Überschuss von Altbrauchbaren Anlagenteile. Nach einer Laufzeit von 24Jahre

war der Spurkranz von 8auf6mm abgefahren gewesen. Also auf jedenfalls vertretbar.

Gruß Michael

Hallo Simon,

vielleicht schaust du nochmal in meinen Beitrag, wie ich das machen würde, wenn´s schon 3D-Druck sein soll. Das ganze Rad mit 70% Infill zu drucken erscheint mir, ehrlich gesagt, nicht sinnvoll - innen unnötig und außen nicht zweckdienlich, da das Problem mit den nur mäßig zusammenhaltenden Perimetern bestehen bleibt. Solltest du mit dem Modifyer nicht zurande kommen, kannst du dich ruhig melden.

Natürlich maße ich mir nicht an, dass es keine bessere Lösung gibt. Ich habe das nur so als Lösungsbeispiel "aus Papier geworfen" (vor allem die Stärke des voll gedruckten Reifens), ohne jetzt irgendwelche Festigkeitssimulationen zu machen. Bestimmt lässt sich die Konstruktion auf minimalen Materialverbrauch trotz unvermindeter Festigkeit optimieren (parabolischer Querschnitt der Innenfläche des Reifens und der Nabe zum "hohlen" Innenraum, vernünftige Stärke der Planflächen, Vermeidung von Spannungskonzentrationen durch Rundungen u.v.a.), da sind Phantasie und Verstand keine Grenzen gesetzt. Als größtes Problem beim Optimieren sehe ich das Gewinnen von verlässlichen Daten zur Druck- und Zugfestigkeit von FDM-Drucken, noch dazu richtungsbezogen, für verschiedene Infills usw.

Schöne Grüße

Kristian

Hallo Simon,

Modifyer sind Hilfskörper, für die du Druckparameter separat einstellen kannst, anders als was du für den eigentlichen Körper hast. Das ganze machst du im Slicer über die rechte Maustaste.

Du zeichnest dein Rad und in der selben Datei auch den Modifyer, hier ein Beispiel (ohne Ansprüche auf Schönheit und technische Vollkommenheit):

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Die Ellipsen habe ich mal als alternative Möglichkeit zum klassischen Runden eingefügt, um etwaige Spannungskonzentrationen an den scharfen Kanten zwischen voll gedrucktem Körper und Infill zu vermeiden, da der Infill ja radial nichts tragen kann, aus Sicht der Kräfteübertragung praktisch Luft ist. Ohne Belastungssimulation ist das alles sowieso nur ins Blaue hinein, aber gerundet sollten die Innenkanten schon sein.

Hier nochmal der Modifyer separat:

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Von beidem machst du separate STL-Dateien, das Rad natürlich voll, ohne Hohlraum.

Die folgende Beschreibung gilt für den alten Sli3er, den ich immer noch benutze, ich nehme jedoch an, im neuen PrusaSlicer ist die Vorgehensweise die gleiche.

Als erstes lädst du das Rad, danach bitte nicht verschieben! Dann öffnest du per rechter Maustaste auf das Rad das Kontextmenü, darin wählst du Settings - es öffnet sich ein Dialogfenster, in dem es weitergeht. Leider kann ich PrintScreen nicht nutzen, demnach keine Bilder dazu liefern.

Mittels Load Modifyer lädst du deinen Hilfskörper, dieser platziert sich automatisch in die richtige Position, d.h. über dem Drucktisch, nicht drauf - deshalb ist es wichtig, beides in die selbe Datei zu zeichnen, damit die gegenseitige Position stimmt. Leider gibt es an dieser Stelle keine Möglichkeit, Schnitte anzuzeigen, aber du kannst dich überzeugen, indem du oben den Hilfskörper anklickst und dann unten in X oder Y verschiebst (und dann natürlich wieder zurück). Über das grüne Plus-Zeichen (bei angecklicktem Hilfskörper) kannst du nun für den Hilfskörper die speziellen Druckparameter einstellen - hier Infill z.B. = 20%, während außerhalb des Hilfskörpers weiterhin die Standardeinstellungen für das restliche Rad gelten, in diesem Falle Infill rectilinear 100%, Perimeter = 0. Per OK wird das ganze gespeichert, dann kannst du normal slicen und das Ergebnis im Preview prüfen. Solltest du etwas ändern wollen, kannst du jederzeit auf dem gleichen Weg wie anfangs die Einstellungen öffnen und ändern.

Soviel als erster Anstoß (vielleicht auch für andere, deshalb hier), etwaige Fragen wohl lieber per Konversation, damit wir das Thema hier nicht all zu sehr verwässern.

Schöne Grüße

Kristian

PS: Prüfe mal die Maße des Drucks, bei meinem Drucker muss ich Räder in Y um 0,2 % vergrößern, damit sie wirklich rund sind. Ist nicht nur eine Macke meiner Maschine, war auch schon bei den MK3 im FabLab so, wo ich mit 3D-Druck angefangen habe.

Hallo Simon,

super, hat doch geklappt!

Irgendwie erinnert mich das an eine bombensichere Methode zur Fehlersuche von meiner früheren Arbeit als Programmierer: Wenn man einen Fehler im Programm um keine Burg finden konnte, ging man zu einem Kollegen, er soll sich das mal ansehen. Da dieser das Programm natürlich nicht kannte, musste man es ihm erst mal erklären, und dabei entdeckte man den Fehler selber, der andere musste gar nicht richtig zuhören. Hat sich unzählige Male bewährt!

Schöne Grüße

Kristian

Guten Morgen,

profane Frage: Ergibt sich durch den Druck gegenüber einem" traditionell " aus Stahl gedrehten Rad ein signifikanter Kostenvorteil ? Auch unter Berücksichtigung einer ggf . kürzeren Lebensdauer des Rades ?

Ich habe von 3D Druck keine Ahnung, wen ich die obigen -durchaus interessanten - Ausführungen lese, kommen mir aber Zweifel, ob es - im Wortsinne - Sinn macht, das Rad neu zu erfinden.

Gruß Kourosh

Hallo Simon,

3 Franken pro Rad ist natürlich prima vista bestechend günstig, die Lebensdauer von 2,5 Stunden ist es nicht.

Wenn ich das auf einen durchschnittlichen Fahrtag umrechne ,bräuchte ich pro Tag zumindest 12 Räder - pro Wagen. Dazu die Umbauzeit...

Aber vielleicht bringt ja ein anderes Material bessere Ergebnisse.

Wie verhält es sich eigentlich mit der Laufruhe ? Ein Kunststoffrad müßte ja deutlich leiser sein als ein Stahlrad (was für mich auch ein Grund wäre, bei Stahl zu bleiben, da mich das Geräusch , insbesondere bei Schienenstößen , an die "gute alte Eisenbahn " erinnert.

Gruß Kourosh

Hallo zusammen,

ich habe vor einigen Jahren, damals war es eine Schnappsidee, die innerhalb von einer Woche ungesetzt werden musste, Rollböcke gedruckt, inklsuive Räder. Einzig die Achswellen und Haltebügel der Normalspurachsen sind aus Metall. Diese Rollböcke haben nun etliche Fahrtage hinter sich und man erkennt noch immer die Rillung des Drucks im Radprofil. Die Räder/Rollböcke sind aus PLA und alles voll gedruckt mit 0.3mm Schichstärke.

Manch einer hat diese eventuell schon in Schackendorf oder in Friedrichshafen gesehen.

Die Wahl des kompletten Drucks resultierte daraus, dass ich keine Drehbank habe und die Zeit knapp war.

Viele Grüße

Eric

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Hallo,

ich habe jetzt ein Versuch gestartet und 2 Räder in SLA-Druck hergestellt, d.h. nur die Mitte, also die Speichen mit Bund und Nabe.

Dann habe ich die Nabe aufgebohrt und den Aussendurchmesser mit einer Stufe von 1mm überdreht. Anschliessend wurde eine Nabe und eine Bandage mit 1mm Übermass (Bohrung und Lauffläche) aus c45K mit einem Pass-Sitz von 0.05mm Spiel angefertigt. Die Teile habe ich dann anschliessend mit 2-K Kleber zusammengeklebt. Nachdem der Kleber ausgetrocknet war, wurde die Bohrung passend zur Achse aufgedreht, auch hier habe ich mich für einen Pass-Sitz zum kleben mit dem grünen Kleber entschieden.