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Nurflügel aus dem 3D-Drucker

wersy

User
Als Neuling hier im Forum, möchte ich mich kurz vorstellen.
Ich bin Jahrgang 41, also schon einige Zeit in Rente. Beruflich war ich Anlagenkonstrukteur, hauptsächlich im Kraftwerksbau.
Seit fast einem Jahr besitze ich einen 3D Drucker und kann wieder nach Herzenslust konstruieren und diese Sachen auch sofort ausdrucken.
So ist es mir nun gelungen als erster weltweit, ein vollständig gedrucktes, ferngesteuertes Modell in die Luft zu bekommen.
Auf der Seite: www.thingiverse.com/wersy
sind alle Sachen zu sehen, die ich bisher veröffentlicht habe.
Klickt man auf den alten Herrn mit dem Plastikflieger in der Hand, erscheint die Seite mit dem Flugmodell. Um das Video zu starten, einfach auf das Videosymbol links oder auf "You Tube" klicken.
Ich sage es gleich vorweg: Beim dritten Queranflug ist die Tragfläche gebrochen und wir konnten die Teile im Acker zusammensuchen. Aus Gewichtsgründen hatte ich am Mittelteil zu sehr gespart, welches aber inzwischen gegen ein stabileres Teil ausgetauscht ist.
Als ich mit der Konstruktion begann, hatte ich keine Ahnung wie eine Fernsteuerung aussieht. Meine "Erfahrung" beruhte lediglich auf ein Fesselflugmodell, dass ich mal vor 40 Jahren gebaut hatte.

Nun möchte ich mich an einen Nurflügel heranwagen.
Es soll ein wesentlich größeres Profil haben, das aber dann geteilt werden muss. Es besteht aus 3 Segmente, die verleimt werden sollen. Die Verbindungsflächen zwischen den 3 Teilen ergeben 2 sehr stabile Stege, so dass ich auf Carbonrohre verzichten kann.
Zum Testen habe ich mal das Profil MH45 genommen. Es hat eine Tiefe von 300 mm plus Ruder 38 mm.
Mit dieser Methode komme ich auf ein Gewicht von ca. 600 g / Meter Spannweite. Ich weiß, das ist viel aber mein Plastikflieger ist mit fast einem Kilo Abfluggewicht, bei 1,55m Spannweite, auch nicht leicht.
Auf jeden Fall wird es wieder etwas schnell fliegen müssen ;-)

Was meint ihr, könnte man damit etwas anfangen?

Segmente2.jpg

Gruß Michael
 
Hallo Michael,

zuerst mal Glückwunsch zum Erfolg Deines Seglers! Ich bin mir sicher, der Nurflügler wird noch besser fliegen ;)

Damit Dir geholfen wird müsstest Du noch einige Infos zu Deinem Nurflügler nachliefern. Entscheidend ist die Draufsicht, sprich das Flächenlayout, das Du Dir vorstellst. Daraus leiten sich die möglichen Profile, Verwindungen, die Flächenbelastung und die nötige Antriebsleistung, usw. ab.

Auf jeden Fall ist es nötig den Flieger vorher vernünftig auszulegen, damit die ganze Arbeit nicht umsonst ist. Aber da könnte Dir womöglich geholfen werden :D

Grüße, steve
 
Hallo Michael,

ein Brett ist eine gute Idee, da schon mal ein Haufen Probleme wegfallen. Mit der Spannweite von 1,55m bei einer Flächentiefe von 0,338m kommst Du auf ca 0,5qm Fläche und bei einem Gewicht von 1kg auf eine Flächenbelastung von 20g/qdm. Das funktioniert!

Mit dem von Dir gewählten MH45 und mit 2Grad nach oben ausgeschlagenen Rudern wird das Modell mit ca. 30 km/h unterwegs sein, Klappen im Strak ca. 60km/h... Das sind allerdings nur ganz grob gerechnete Werte..... Mit einem geeigneten Profil sollte der Flieger gut funktionieren.

Leider verschenkst Du mit dem Verzicht auf die Verwindung einiges an gutem Handling. Gerade mit dem 3D Drucken kannst Du so etwas ja besonders leicht berücksichtigen. Ach, und die Ruder dürfen gerne 20% der Profiltiefe haben, also ca. 60mm

Grüße, steve
 
Zuletzt bearbeitet:

wersy

User
Hallo Michael,
tolle Arbeit! Ob es allerdings das erste fliegende gedruckte Modell ist? https://www.youtube.com/watch?v=kRDg4UB9Ajg

Flugfertige Modelle zu drucken macht m.M.n. keinen Sinn, aber könnte man nicht Urmodelle drucken, als Alternative zum Fräsen? Wie genau arbeitet so ein Drucker?

Gruß Christian
Das Modell, welches im Video gezeigt wird, wurde im Sinterdruckverfahren gedruckt. Dabei wird mit Laserstrahl pulverförmiger Kunststoff verflüssigt und ausgehärtet. Diese Geräte sind für den Privatgebrauch unerschwinglich.
Ich hätte konkretisieren sollen: Es ist das erste Modell das im FDM (Fließschmelz)-Verfahren gedruckt wurde.
Im Gegensatz zum Sinterdruck (auch für Metalle), bei dem jedes beliebige Teil hergestellt werden kann, sind beim FDM die möglichen Formen begrenzt. Das erfordert vollkommen andere Konstruktionen, damit man sie auch drucken kann.
Ist so ein Drucker gut kalibriert, kann man teilweise bis auf drei- bis vierhundertstel Millimeter genau drucken

Du hast vollkommen recht, Flugmodelle zu drucken macht eigentlich überhaupt keinen Sinn. Sie werden immer viel schwerer sein und teurer, als ein fertig gekauftes. Es ist nur eine Herausforderung etwas zu konstruieren und zu drucken, was noch niemand gemacht hat ;-)
Wenn Du sehen willst, wie mein selbstgebauter Drucker arbeitet: http://www.youtube.com/watch?v=lmT9ujijztQ

Gruß Michael
 

Gast_53593

User gesperrt
Hallo Michael
Tolle Sache mit dem Flieger , und toll das du nun einen Nürflügel bauen möchtest.
Bitte berichte hier drüber , wie bereitest du eigentlich die Daten für das drucken auf ?
Mit was werden den die Zeichnungen erstellt?
Norbert
 

wersy

User
Mit dem von Dir gewählten MH45 und mit 2Grad nach oben ausgeschlagenen Rudern wird das Modell mit ca. 30 km/h unterwegs sein
Meinst Du damit, dass die 2° der Ruder die Verwindung ersetzen?
Klappen im Strak ca. 60km/h... Das sind allerdings nur ganz grob gerechnete Werte..... Mit einem geeigneten Profil sollte der Flieger gut funktionieren.
Was bitte sind "Klappen im Strack"?
Welches Profil würdest Du mir empfehlen?
Leider verschenkst Du mit dem Verzicht auf die Verwindung einiges an gutem Handling. Gerade mit dem 3D Drucken kannst Du so etwas ja besonders leicht berücksichtigen. Ach, und die Ruder dürfen gerne 20% der Profiltiefe haben, also ca. 60mm
Das Drucken wäre kein Problem, ich kann es aber nicht zeichnen. Die Zargen zwischen den Segmenten müssten dann kurvenförmig mitlaufen. Dadurch ergäbe sich auch eine Unzahl an verschiedenen Teilen. Abgesehen von den Ausschnitten für die Ruder brauche ich jetzt nur 3 verschiedene Segmente.
Ich möchte jedes der 3 Segmente unterschiedlich lang machen, je nach Formstabilität der Außenhaut. Die Nase kann, wegen ihrer Wölbung am längsten sein. Das Mittelstück am kürzesten, da es nahezu ein Quader ist und somit am wenigsten formstabil.
Zwangsläufig entsteht so auch zwischen den Segmenten ein Versatz, der gleichzeitig mithilft, die Segmente fluchtend auszurichten.

Gruß Michael
 

wersy

User
Hallo Michael
Tolle Sache mit dem Flieger , und toll das du nun einen Nürflügel bauen möchtest.
Bitte berichte hier drüber , wie bereitest du eigentlich die Daten für das drucken auf ?
Mit was werden den die Zeichnungen erstellt?
Norbert
Hallo Norbert,

ja, ich baue gerne etwas, von dem ich eigentlich keine Ahnung habe ;-)
Auf jeden Fall ist das am interessantesten und gleichzeitig versuche ich die drucktechnischen Grenzen auszuloten, die mit einem primitiven Drucker möglich sind.

Zeichnen kannn man mit jedem 3D-fähigen CAD-Programm. Kostenlos sind z.B. FreeCAD, Google Sketchup oder OpenSCAD.
Aus der Zeichnung wird eine stl-Datei (Stereolithografie) exportiert.
Dieses vereinfachte Modell muss aber noch im Slicer in horizontale Schichten geschnitten werden. Die Schichtdicke bestimmt man je nach Bedarf, meist zwischen 0,2 und 0,3 mm.
Das Slicer-Programm errechnet daraus die einzelnen Druckbefehle und schreibt sie in einen GCODE. Das können schnell mal einige hunderttausend Zeilen sein. Hier steht jede einzelne Bewegung des Druckkopfes sowie die Geschwindigkeit, Temperatur, Vorschub des Materials und einiges mehr. Den GCODE kann man auch editieren und z.B. die Verfahrgeschwindigkeit anpassen oder die Kühlluft regulieren.

Mit diesen Daten kann man nun den Drucker über USB von einem Rechner oder direkt von einer SD-Karte starten.

Das ist alle ganz einfach, das habe ich sogar begriffen :-)

Ach ja, berichten werde ich wohl müssen, denn ohne Eure Hilfe wird das nix :-)

Gruß Michael
 

Gast_53593

User gesperrt
Hallo Michael
ich zeichne in 3 D-mit Solid und ich kann stl Dateien erzeugen , nur damit du weist was ich so alles mache ein paar links

http://www.thermik-board.de/viewtopic.php?f=18&t=971

http://www.thermik-board.de/viewtopic.php?f=18&t=965

http://www.thermik-board.de/viewtopic.php?f=18&t=1071

Wie erstellst du oder das Programm den dann die Schnittstellen wen das teil über die Druckgrenzen herausgeht , was ist den wen so wie Flächen oder rümpfe hol sind , wie kommen den dort spannten rippen Verstärkungen rein ?
hast du da mal eine Musterzeichnung Skitze , das würde mich doch brennend interessieren , zeichnen könnte ich dir so ein Nuri schon , nur nicht auslegen

Norbert
 

wersy

User
[QUO
Hallo Michael
ich zeichne in 3 D-mit Solid und ich kann stl Dateien erzeugen , nur damit du weist was ich so alles mache ein paar links

http://www.thermik-board.de/viewtopic.php?f=18&t=971

http://www.thermik-board.de/viewtopic.php?f=18&t=965

http://www.thermik-board.de/viewtopic.php?f=18&t=1071

Wie erstellst du oder das Programm den dann die Schnittstellen wen das teil über die Druckgrenzen herausgeht , was ist den wen so wie Flächen oder rümpfe hol sind , wie kommen den dort spannten rippen Verstärkungen rein ?
hast du da mal eine Musterzeichnung Skitze , das würde mich doch brennend interessieren , zeichnen könnte ich dir so ein Nuri schon , nur nicht auslegen

Norbert
Hallo Norbert,

von so einem Programm und solch perfekten, eleganten Formen, wie Du sie gezeichnet hast, kann ich nur träumen.
AutoCAD kann nicht einmal Radien zwischen zwei gewölbten Flächen erzeugen, noch Elypsen mit Radien oder Geraden kombinieren, um extrudierbare Volumenkörper zu erzeugen. Damit einen Rumpf zu zeichnen, ist schon eine sehr zeitaufwendige Zumutung.

Das Programm erstellt gar nichts. Die Schnittstellen des Rumpfes habe ich gezeichnet und bestehen aus Innen- und Außenzarge.
Auf der Seite http://www.thingiverse.com/thing:86982 sind unter dem Titelbild Vorschaubilder. Wenn Du die weiter nach rechts scrolst, erscheinen alle Einzelteile. Klickt man darauf, werden sie groß dargestellt und man kann sie von allen Seiten betrachten wenn man auf das Brillensymbol klickt. Du kannst aber auch die STLs runterladen und in Solid Works laden.
Gedruckt werden die Teile jeweils so, wie sie angezeigt werden, also hochkant.
Soll zwischendrin eine Ebene entstehen, z.B. eine Rippe, muss der Drucker Fäden in der Luft (Brücken) ziehen, die man vermeiden sollte, da die meist etwas durchhängen.
Für ein gutes Modell wird aber alles vielzu schwer, egal wie dünn man druckt. Man sollte es auf kleine Teile beschränken, die sonst umständlich herzustellen sind oder die man nicht kaufen kann.
Eine andere sinnvolle Möglichkeit wäre, Teile zu drucken und abzuformen.
Du kannst mir gerne testweise ein Modell zum Ausdrucken schicken.

Gruß Michael
 
Hallo Michael,

um kurz Deine Frage nach den Rudern zu beantworten. Wenn von 2° angestellten Rudern gesprochen wird ist gemeint, das es einen Ruderausschlag um 2° gibt. So als ob Du an Deinem Segler das Höhenruder ziehst und einen Winkel von 2° einstellst. Klappen im Strak bedeutet das die Klappen der Profilkontur folgen, d.h. kein Ruderausschlag.

Unter Verwindung versteht man eine geometrische Verdrehung des Flügels. Hier sehr schön beschrieben

Zu den Profilen kann ich noch nichts sagen, da überlege ich noch und das kann noch etwas dauern ;) Aber vielleicht hat ja jemand schon eine Idee. Mir schwebt was mit teilweise gerader Unterseite vor um Dir das Bauen zu erleichtern. Höchstleistung ist ja nicht gefragt, eher gutmütige Eigenschaften.

Bis dann,

steve
 

UweH

User
Aber vielleicht hat ja jemand schon eine Idee.
Hallo,

einige KN-Profile könnten geeignet sein oder ein Clark YS, siehe Anhang.
Dickere Profile ergeben stabilere Flügel, sind aber anfälliger für Ablöseblasen, die sich ungünstig auf Widerstand, Abrißverhalten und den Profilmoment für die Querachsenstabilität auswirken können.


Gruß,

Uwe.
 

Anhänge

Hallo Michael,

schau Dir mal das Profil CJ3309 an. Meinst Du, das Du damit die Statik hin bekommst? Das Profil wird in Modellen eingesetzt, die eine große Profiltiefe und eine geringe Flächenbelastung haben. Es wird als gutmütig beschrieben und durchaus leistungsfähig. Wichtig ist, das die Flächenbelastung klein bleibt. Also solle das von Dir angepeilte Gewicht von 1kg nicht viel überschritten werden.

Such mal hier im Forum nach den Nurflüglern vom user "wing gerd". Die haben meist ein CJ3309 drauf.

Mit der geraden Unterseite kannst Du die ganze Fläche auf einem ebenen Brett aufbauen!

Grüße, steve
 
Hi Michael, hi zusammen,

hatte das bereits erwähnt, (in anderen Beiträgen): das CJ 3309 wird überbewertet. Hatte mehrere Flieger mit diesem Profil, alle hatten nur mäßig Leistung verglichen mit moderneren Entwürfen. Ich vermute mal, das Problem kommt von dem flachen Anstieg der Oberseite bis zur größten Dicke, die dann plötzlich wieder abfällt.
Würde Michael eher das JWL065 vorschlagen. Ebenfalls einfach zu bauen, und gutmütig bei guter Leistung.

Hier ein Link, der interessant sein könnte:
http://88.rc-network.de:8080/forum/showthread.php/232689-brettauslegung-erstlingswerk

Beste Grüße
Klaus.
 
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