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Prototyping

Hubschrauber DLR Windkanal-Modell

 Windkanal-Modell

  Abmessung   1,84 m Länge  
  Gewicht   7,5 kg  
  Material   Multec PLA-HT  
  Druckdauer   120 h  

Auf Anfrage des deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt entstand Ende 2019 ein 3D-gedrucktes Hubschrauber-Windkanalmodell mit einer Länge von ca. 1,84 Meter. Das mehrteilige Modell wird in mehreren Teilen gedruckt und verschraubt.

Durch den Herstellungsprozess im 3D-Druck können Innenbereiche größtenteils hohl gedruckt werden, lediglich besonders beanspruchte Bereiche werden gezielt verstärkt und mit größeren Wandstärken und Füllgraden versehen.

So wiegt das Modell trotz seiner Größe lediglich 7,5kg und hält im Windkanal Windgeschwindigkeiten von bis zu 270km/h stand.

Als Material kommt Multec PLA-HT zum Einsatz, das Material zeichnet sich durch hohe Festigkeiten und Temperaturbeständigkeiten aus.

Zur Vermeidung falscher Messwerte durch Verwirbelungen sind bei Windkanalmodellen perfekte Oberflächen gefordert. Das gedruckte Modell wurde daher anschließend abgeschliffen und lackiert. Durch die gute Nachbearbeitbarkeit (Schleifen, Bohren, etc..) eignet sich PLA-HT wunderbar für lackierte Bauteile.

Gegenüber der konventionellen Herstellung von Windkanalmodellen aus Faserverbundwerkstoffen ist der 3D-Druck schneller und günstiger.

Bei konventioneller Fertigung müssen zunächst Formen gefräst werden, welche dann zur Herstellung von Bauteilen aus Glas-/Kohlefaser-Verbundwerkstoffen dienen. Der Formenbau erfordert meist mehrteilige Formen und ist zeit- und kostenintensiv. Die Herstellung der Bauteile erfolgt häufig im Handlegeverfahren und ist ebenfalls mit hohem Aufwand verbunden.

Im 3D-Druck können auch komplexe Geometrien in einem Arbeitsvorgang abgebildet werden. Der Formenbau entfällt komplett - je nach Bauteilgröße ist das gedruckte Bauteil innerhalb weniger Werktage einsatzbereit. Durch den additiven Aufbau des Modells wird Material nur dort aufgetragen, wo es benötigt wird – es fällt im Vergleich zur spanenden Bearbeitung quasi kein Abfall an.

Insgesamt konnten hier durch den 3D-Druck bei Multec im Vergleich zu Fertigung in Laminiertechik mehrere tausend Euro an Formbaukosten gespart werden und die Lieferfrist von Bestellung zum fertigen Bauteil enorm reduziert werden. Auch der ökologische Fußabdruck des 3D-Drucks mit diesem Multec PLA-HT Material ist hervorragend, da es aus nachwachsenden Rohstoffen produziert wird und sowohl recyclebar als auch biologisch abbaubar ist.

Mercedes CLK W208 Maßstab 1:10

Modellauto M1:10 Mercedes CLK original-lackiert vom MB Driftteam

  Abmessung   45 cm Länge  
  Gewicht   670g  
  Material   Multec PLA-HT  
  Druckdauer   52h  

Für das MB Driftteam https://www.facebook.com/MBDRIFTTEAM79/ haben wir ein Modellauto nach einem Originalscan des Mercedes CLK W208 gedruckt, das anschließend originalgetreu lackiert wurde.

Dieser 3D-Druck ist ein gutes Beispiel für die Optimierung der Oberfläche ohne Berücksichtigung der Druckdauer. Die Orientierung wurde so gewählt, dass alle Sichtflächen eine gute Optik aufweisen, obwohl damit sehr viel Stützstrukturen notwendig sind: Das Bauteil selbst wiegt nur 670g, die Stützstruktur 830g.

3D-Scan Modellauto in Simplify3D auf Multirap M800 Drucktisch

Als Material kommt Multec PLA-HTzum Einsatz, da das relativ dünnwandige Modelle eine gute Festigkeit und Temperaturbeständigkeit (Sonneneinstrahlung) aufweisen muss. Dazu ist eine gute Schleifbarkeit hilfreich, da das Modell anschließend nach dem Druckprozess gespachtelt werden soll.

Multec PLA-HThat eine 150% höhere Schlagzähigkeit als ABS und eine vergleichbare Temperaturbeständigkeit. Und diese Vorteile praktisch ohne Warping/Schrumpfung und ohne gesundheitsschädliche Stoffe. Des weiteren überzeugt das Material durch Rezeptur rein aus nachwachsenden Rohstoffen ohne Erdölanteile und volle biologische Abbaubarkeit (auch keine Farbstoffe in der Variante Natur).

Im Timelapse wird der Druckvorgang des Modellautos gezeigt:

Das MB Driftteam hat daraus ein tolles Video gedreht, vielen Dank für die tolle Zusammenarbeit!

https://www.facebook.com/MBDRIFTTEAM79/posts/2745569705546562

 

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