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Flugmodell - selbst gefräst

Remo Kalberer

Einführung

Ziel dieser Dokumentation ist es zu zeigen, was erforderlich ist, um heute preisgünstig und effizient mit Computerunterstützung ein Modellflugzeug zu konstruieren.
Besucht uns auf www.mbg-pizsol.ch, da gibt es noch viel Interessantes zu diesem und anderen Themen.
Voraussetzungen:  keine

Wer etwas produzieren möchte, geht, nachdem die Idee geboren ist, auf konventionelle Art und Weise so vor:

Zeichnen

Fertigen

Montieren

Der Computer hat aber auch in diesen Bereichen Einzug gehalten. Und dies so erfolgreich, dass auch wir Laien die Möglichkeit haben, mit vertretbarem Aufwand anspruchsvolle Produkte herzustellen.

Der Ablauf ist der gleiche, jedoch kommt heute überall der Computer zum Einsatz.

Zeichnen

Fertigen

Montieren

CAD
Computer Aided Design
“Computer unterstütztes Zeichnen”

CAM
Computer Aided Manufacturing
“Computer unterstützte Fertigung”

CAA
Computer Aided Assembling
“Computer unterstützte Montage”


Was benötigen wir nun, um ein Modell mit Hilfe dieser Technik herzustellen?


Solid Edge
CAD-Programm


BOCNC
Vorbereitung für CNC Fräse


NC-EAS(Y)
CNC Steuerungssoftware


EAS-Eas(y)
CNC-Fräse


Profili2
Profil-Programm

Ein CAD-Programm:
Grundsätzlich gibt es zwei Arten von CAD-Programmen: 2D- und 3D-Systeme.
Bei 2D wird die Zeichnung mit dem Computer erstellt. Diese Technik ist vor allem für einfache Konstruktionen geeignet und schnell erlernbar. Etwas aufwändiger ist die 3D-Variante. Dabei wird zuerst ein dreidimensionales Modell erstellt und daraus die entsprechenden Zeichnungen abgeleitet. Der gewaltige Vorteil liegt darin, dass bei einer Änderung eines Bauteiles alle anderen Bauteile automatisch korrigiert werden. Dies bezahlen wir jedoch mit einem höheren Aufwand bei der Erstellung des 3D-Modells.
Zum Zeichnen haben wir uns für SolideEdge 2D bez. SolideEdge Academic entschieden. Solide Edge ist ein professionelles CAD-System und schon seit vielen Jahren auf dem Markt. Gründe für unsere Auswahl waren die intuitive, einfache und durchgängige Bedienung. Außerdem ist es ein kostenloses Tool.
Lizensierung:
Solide Edge 2D ist frei verfügbar.
SolideEdge Academic ist ein 2D- und ein 3D-CAD-System. Es darf jedoch nur zur Ausbildung und für den privaten Bereich verwendet werden.

2D

3D

 

Profil-Programm

Mit Profili 2 erstellen wir die Profile für die Flügel. In der Profildatenbank stehen bis zu 2000 Profile zur Auswahl. Bestimmt ist auch eines für Dein Modell dabei.
Lizenzierung:
Downloadversion für den Privatbereich: kostenfrei
Profiversion für Private: 10€
Für den kommerziellen Bereich: Auf Anfrage (bei Profili)
 

Vorbereitung für CNC Fräse

Nachdem mit dem CAD-Programm die Formen gezeichnet sind, werden diese als DXF-Datei exportiert und in BOCNC importiert und bearbeitet. Mit BOCNC erstellen wir eine Plott (PLT)- Datei, die der CNC Fräse als Grundlage dient.
Lizenzierung:
Auch dieses Programm ist für den privaten Bereich kostenfrei.
 

CNC Steuerungssoftware & CNC- Fräse

Zum Schluss benötigen wir noch eine CNC-Fräse (Computerized Numerical Control, computerisierte numerische Steuerung, elektronisches Gerät zur Steuerung von Werkzeugmaschinen). Obwohl wir knapp bei Kasse waren, haben wir uns für Qualität entschieden und uns für ein Gerät der Firma EAS entschieden. Dies haben wir bis heute nicht eine Sekunde bereut.
 

Fräser

Ein weiterer wichtiger Bestandteil sind die Fräser. Nach etlichen Tests haben uns die Fräser von GIS am besten gefallen. Wir verwenden:

 

 

F041
Konturenfräser "Diamantverzahnung"

Durchmesser: 0,8 oder 1 mm,
für Balsaholz bis 3 mm.
Schnittgeschwindigkeit: 12-25 mm/s



 

F048
Konturenfräser microspiralisiert

Durchmesser 1,6 mm,
für Flugzeugsperrholz bis 3 mm und Sperrholz bis 5 mm
Schnittgeschwindigkeit: 8-15 mm/s

 

Teil 1: Erste Schritte mit CAD

CAD-Zeichnung vorbereiten:
Auf den nächsten Seiten zeigen wir, wie eine Zeichnung für unsere Bedürfnisse vorbereitet wird. Als CAD-Programm dient Solid Edge 2D Drafting V19. Dieses Programm ist in der 2D-Version kostenfrei und kann bei http://www.solid-edge.com/ bezogen werden.

Einrichten
Nach der Installation werden wir eine A4 Seite einrichten und ein Raster legen. Mit dem Raster wird das Zeichnen und Einhalten der Maße einfacher.



1.0     Programm starten



2.0     Neue 2D-Zeichnung erstellen




Wähle Datei „Blatt einrichten“
3.1     Blattgrösse definieren z. B.: A4
3.2     Einheit definieren z. B. : mm
3.3     Präzision definieren


    Je grober das Raster ist, um so einfacher ist es, zu konstruieren
         0,1 mm für Modellbau (kleinere Teile)
         1,0 mm für grosse Teile
3.3     Hintergrund entfernen
3.4     als Grundeinstellung speichern

    Der Hintergrund kann auch später ausgeschaltet werden. Er stört nur bei der weiteren Bearbeitung der Fräsdaten.



Unter Tools, Grid einschalten,
in der Statusliste Grid-Optionen einstellen.


4.1     Major line spacing 10 mm
4.2     Minor spaces per Major
4.3     Snap to Grid
Damit wird ein 1 mm Raster erstellt, das pro cm eine breite Linie anzeigt. Mit „Snap to Grid“ wird ein Objekt (z. B. Linie) jeweils von einer mm „gefangen“, was das Bearbeiten wesentlich vereinfacht

 Schaltet „Snap to Grid“ aus/ein

 Schaltet das Grid aus/ein

 
Erste Schritte mit Solid Edge 2D

In diesem Beispiel zeigen wir, wie ein Spant für den Rumpf erstellt wird.

Ziel


 

Dieser Spant befindet sich an der Nasenleiste und nimmt den 3mm -Tragflächendübel auf.


 

Das Prinzip beim Zeichnen ist es, zunächst eine Grundform zu zeichnen und dann weitere Elemente hinzuzufügen oder von der Grundform zu entfernen, um schließlich zum endgültigen Aussehen des Bauteils zu gelangen.
 Es ist darauf zu achten, dass die entstehenden Konturen immer geschlossen sind. Wenn wir später eine nicht geschlossene Form fräsen würden, würde der Fräser seine Arbeit unnötigerweise unterbrechen.

 




Grundform setzen Variante 1
1.1    Rechteck-Funktion wählen,
1.2    obere linke Ecke mit einem Linksklick
        setzen,
1.3    obere rechte Ecke mit einem               Linksklick setzen,
1.4    untere rechte Ecke mit einem              Linksklick setzen.







Grundform setzen Variante 2
1.1    Rechteck Funktion wählen,
1.2    untere linke Ecke mit Linksklick           setzen,
1.3    mit Tabulator in die Statuszeile             wechseln,
1.4    Breite 50 eingeben und Tabulator,
1.5    Höhe 60 eingeben und Tabulator,
1.6    Winkel 0 eingeben und Tabulator.





An jeder Ecke eine Aussparung entfernen
2.1    Linie Funktion wählen,
2.2    Punkt 1 mit Linksklick setzten,
2.3    Punkt 2 mit Linksklick setzten,
2.4    Punkt 3 mit Linksklick setzten,
2.5    mit ESC-Funktion verlassen.

 Klick Rechts beendet die Aktion, Linie-Funktion bleibt aber bestehen.
2.6    Trim-Funktion wählen,
2.7    mit der Maus auf Teillinie, die           entfernt werden soll fahren -> wird           rot,
2.8    mit Links Klick entfernen.

 Immer grosszügig über die Linen hinaus zeichnen, damit die Linien geschlossen bleiben.





Rechteck ansetzen
3.1    Linie-Funktion wählen,
3.2    Punkt 1 mit Linksklick setzten,
3.3    Punkt 2 mit Linksklick setzten,
3.4    Punkt 3 mit Linksklick setzten,
3.5    Punkt 4 mit Linksklick setzten,
3.6    Mit ESC-Funktion verlassen,
3.7    Trim-Funktion wählen,
3.8    mit der Maus auf Teillinie, die           entfernt werden soll fahren -> wird           rot,
3.9    mit Links Klick entfernen.





Aussparung in der Mitte setzen
4.1    Linie-Funktion wählen,
4.2    Punkte 1 bis 8 setzten,
4.3    Mit ESC-Funktion verlassen.





Farbe ändern

5.1    Rahmen um neue Form legen,
5.2    in der Statusleiste Funktion „Farbe“         mit Links klicken,
5.3    Farbe wählen.

 Mit den Farben können später Unterscheidungen für die Bearbeitung mit der Fräse gemacht werden. z. B. jedem Fräserdurchmesser eine Farbe zuordnen.








Hilfskonstruktion für Lochmittelpunkt setzten

 Nicht immer ist es so einfach wie in unserem Beispiel, einen Mittelpunkt zu setzen. Dazu dient uns die Hilfsfunktion „Center“

6.1    Funktion „Center“ wählen,
6.2    Linksklick auf linker Linie,
6.3    Linksklick auf rechter Linie,
        Mittellinie wird gezeichnet.

Auf die selbe Art weitere Mittellinien setzen.






Loch für Flächendübel setzen
7.1    „Snap to Grid“ ausschalten,
7.2    Funktion „Circle“ wählen,
7.3    mit Linksklick Zentrum wählen,
7.4    Durchmesser in der Symbolleiste         setzen.

 

Hilfskonstruktion für Lochmittelpunkt entfernen
8.1    Funktion „Select“ wählen,
8.2    mit Linksklick Mittellinie anwählen,
8.3    mit DEL löschen.






FERTIG ist unser erstes Meisterwerk!!

Nachdem wir uns nun in dem CAD-Programm etwas wohler fühlen, wollen wir im nächsten Teil mit der ersten „richtigen“ Aufgabe beginnen. Wir werden einen Elektrosegler konstruieren.


Dieses Projekt der Modellbaugruppe PIZ SOL wurde freundlicherweise unterstützt von:

Stand: 26.11.2007