Modellversuch - UT722 Rumpf in Fusion 360 als klassischen Volumenkörper Konstruieren

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    • Modellversuch - UT722 Rumpf in Fusion 360 als klassischen Volumenkörper Konstruieren

      Hallo Leute!

      Hiermit will ich Euch mal an einem kleinen Modellversuch teilhaben lassen, mit dem ich mich jetzt schon einige Stündchen beschäftige... vielleicht interessiert es ja den Einen oder Anderen. Bitte hier keine Debatte starten ob das nun noch Modellbau ist oder nicht, Jeder kann bauen wie er möchte - ich denke in dieser Ecke des Forums sollte so ein Thema doch erlaubt sein.

      Worum geht's?
      Bei meinem letzten Modell, dem Schlepper STELLA, hab ich zum ersten Mal eine Reihe unterschiedlicher Komponenten mittels Fusion 360 am Computer erstellt und dann entweder - bei den Aufbauten - gefräst oder aber 3D gedruckt. Das hat im grossen und Ganzen super funktioniert, und das möchte ich in Zukunft ausbauen. Einziges Problem bisher: Wenn man nur bestimmte Einzelteile am Computer - losgelöst vom grossen Ganzen - konstruiert, dann hapert es hier und da am Ende mit der Passgenauigkeit zu den händisch hergestellten Teilen. Es wuerde also Sinn machen, ein Modell vollständig durchzukonstruieren - unabhängig davon muss natürlich nicht Alles auch wirklich am Computer entstehen.

      Dazu finde ich das Thema 3D Rumpfkonstruktion spannend; bisher werden fast ausschliesslich kleinere Spaßrümpfe 3D gedruckt, und dafür gibt es natürlich gute Gründe. Zum einen ist der Arbeitsbereich bezahlbarer Drucker begrenzt, man müsste einen Rumpf also in viele Segmente aufteilen und spaeter zusammensetzen - fast wie beim modernen Schiffbau in der Realität. Zweitens ist es eben nicht so einfach einen Schiffsrumpf 3D zu konstruieren, und wenn dann dauert es so lange dass es auf klassische Weise mit Epoxy / Gewebematte etc. schneller/besser/billiger ist.
      Die wenigen 3D Rumpfdateien sind meistens stl Netzkörper; das ist in der Erstellung etwas einfacher, bringt mir aber nicht viel da die Datei nicht so einfach weiterbearbeitet werden kann.

      Und was jetzt?
      Vor kurzem habe ich ein Video auf Youtube gesehen (Ich such es gleich noch raus und verlinke es), dort zeigt jemand wie er ein einfaches, klassisches Motorboot in Fusion 360 erstellt, aber eben nicht als Netzkörper sondern als klassischen Volumenkörper. Das ist natuerlich ein anderer Schnack, denn einen Volumenkörper kann man mit einem Klick auf eine bestimmte Wandstärke ausschalen und nach belieben Weiterarbeiten. In einen 3D Volumenkörper Rumpf könnte ich also Dinge wie:

      - Ankertaschen
      - Seekästen
      - QS Öffnungen
      - Ruderkoker
      - Motorspanten
      - Akkuwanne
      - Wellendurchbrüche
      - Schlingerkiele

      etc. you name it, Alles bereits einarbeiten und beim Erstellen bereits drucken. Man koennte das Ganze sogar noch eine Spur weiter treiben und den Rumpf bereits mit Decks und Suellrand, oder Schanzkleid mit Stützen drucken, das Ergebnis wäre dann so aehnlich wie der Rumpf der FP30 von Kymodel. Berücksichtigt man diese Zeitersparnis, dann ist das Verfahren auf einmal nicht mehr so viel langsamer als die traditionelle Herstellung einer Schale, in die all diese Dinge noch eingearbeitet werden muessen. Hinzukommt, mit einem 3D Rumpf muesste man bereits in Fusion simulieren können, wo der Schwerpunkt liegen sollte, und wie das Fahrverhalten im Wasser ist. Da ich bei mir zuhause keine Möglichkeit zur Arbeit mit Epoxy etc. habe, und davor auch etwas Respekt habe, interessiert es mich ob daraus nicht doch ein vernünftiges Verfahren entstehen kann. Ausserdem sollte es so möglich sein eine wirklich glatte Oberfläche herzustellen die kaum Nachbearbeitung erfordert. Da hab ich mich also gefragt, ob das, was mit einem kleinen Motorboot auf Basis von 3 Spanten funktioniert, nicht auch mit einem echt komplexen Schiffsrumpf funktioniert? Ausgesucht fuer diesen Versuch habe ich mir einen AHTS, das wunderschöne Ulstein UT722 Design, dass ich mal bauen wollte, mangels Plänen bisher nie verwirklichen konnte; mittlerweile sind die Pläne aber da, und nun versuche ich diesen Rumpf also mal im Offshore Masstab 1:50 (Länge ca. 1,50m) nach zu konstruieren.
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    • Ich werde jetzt mal grob beschreiben wie ich vorgegangen bin.
      Im Prinzip habe ich den Rumpf so gebaut, wie man einen Rumpf auch in klassischer Spantbauweise baut; im Prinzip ist es sogar leichter, da man lediglich die Aussenkonturen benötigt.

      ich zeichne mir als erstes eine Längsachse und eine Breitanachse ein, die jeweils genau so lang sind, wie das Schiff spaeter Lan bzw breit ist. Dann mache ich einen Screenshot des Linienrisses, schiebe diesen über die Achse und skaliere das Bild so, dass es genau dem Wunsch-Massstab entspricht. Jegliche Ungenauigkeit wandert natürlich später ins 3D Modell, beim zentrieren sollte man sich also Zeit nehmen.

      Anschliessend beginne ich damit, Spant fuer Spant nachzuzeichnen. Wichtig ist, dass es reicht nur halbe Spanten zu zeichnen, man kann den Rumpf später mit einem Klick einfach spiegeln und spart sich so viel Arbeit. Wie man auf den Fotos sieht, habe ich beim ersten Versuch die Spanten gespiegelt, was man sich hätte sparen koennen bzw. ich später auch korrigiert habe.
      Die Kurven erstelle ich mit Spline, der Rest sind einfache Geraden. Das schöne daran ist, dass man hier spaeter noch Hand anlegen kann und diese notfalls etwas "zurechtzurren" kann.

      Vom Mittelspant aus arbeite ich mich dann nach vorne; aus der Seitenansicht kann man gewöhnlich die Position der Spanten entnehmen; hier zeichne ich mir entsprechend ein Gitter ein. Auf diesem Gitter lege ich dann die Ebenen fuer die Spanten an. Die Schnittpunkte zur Mittellinie (Kiellinie) projiziere ich in die Ebenen der einzelnen Spanten, so kann man sicherstellen dass am Ende in der Mitte Alles genau übereinander und so mit in der Flucht liegt.
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    • Man koennte die Flächen bereits jetzt, Spant fuer Spant mit dem Erhebung-Tool zu einem Körper verbinden, dort käme aber Murks raus (Ich habe das probiert). Während die Oberflaeche an einigen Stellen bereits gut aussieht, sind die Uebergaenge an anderen Stellen nicht zu gebrauchen. Das liegt daran wie das Erhebung-Werkzeug arbeitet: Man "zwingt" das Programm dazu, zwei Flächen mit unterschiedlichen Konturen zu einem Körper zu verbinden; es tut das auch, allerdings gibt es natürlich verschiedenste Lösungen beide Flächen zu verbinden. Will man also eine "bestimmte" Lösung, dann muss man weitere Vorgaben machen.

      Das macht man, indem man zusätzlich zu den Querspanten noch die Ebenen des Schiffsrumpfes einarbeitet, die man ebenfalls in den Linienplänen findet. Diese erstellt man ebenfalls, mittels Versatzebene, Fläche fuer Flaeche und verbindet diese Zeichnung dann mit dem Spantengerippe dass man schon erstellt hat. Dieses habe ich in der Zwischenzeit bereits halbiert.
      Wenn man nun mit dem Erhebungstool Flaeche fuer Flaeche verbindet, und das Ebenenmodell als Verlaufslinien fuer die Form verwendet, kommt der Rumpf schon ziemlich perfekt als Formkörper zum Vorschein.
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    • Ich habe mich dann noch entschieden, den Skeg Achtern separat zu erstellen, so bekommt man die geraden bzw. eckigen Kanten noch präziser hin.
      Des Weiteren habe ich die Kanten zum Deck hin etwas geglättet. Das Heck, rund um die Heckrolle habe ich mittels GA Plan zum Schluss erstellt, da es anders nicht funktioniert hat; die Uebergaenge nach oben zur Bordwand sind noch nicht perfekt, und im Heckspiegel nach aussen hin fehlen - nach Fotos - auch noch ein paar Kanten.

      Man kann sich zur Kontrolle natürlich auch den GA Plan in die Seitenansicht projizieren um zu sehen, "ob man auf Kurs ist".
      Ich habe den Rumpf dann spasseshalber einmal aufgedoppelt und auf ein paar Millimeter Wandstärke ausgeschalt. Das klappt ohne Probleme. Des Weiteren koennte man jetzt ohne grossen Aufwand die Löcher fuer die Querstrahler aushöhlen, oder aber andere Einbauten innen drin vornehmen; kein Problem. Einige kleinere Korrekturen sind noch erforderlich, aber bis hierhin bin ich erst einmal ganz zufrieden wie das geklappt hat.

      Auf dem EUR 170 3D Drucker (Ender 3D) eines Freundes haben wir mal spasseshalber ein Stück Rumpf mit "freifliessender" Aussenwand gedruckt, und das in drei verschiedenen Geschwindigkeiten. Alle drei waren von der Qualitaet so, dass die Aussenhaut nach der Anwendung von 1x, maximal 2x Spruehspachtel und anschliessendem Schleifen absolut glatt waere.

      Auch diese Bilder kann ich gleich noch posten. Da ich plane demnächst ebenfalls einen eigenen Drucker anzuschaffen, habe ich natuerlich mal nach FDM Druckern mit Größerem Arbeitsbereich Ausschau gehalten; die gibt es, zum Beispiel den CR10 S5 mit 500x500x500mm; allerdings deutete unser Test mit dem Ender 3D daraufhin, dass die dennoch Alle so langsam sind, dass man diesen Arbeitsbereich selbst bei weniger als 20% Füllung ohnehin nicht innerhalb von 16-18h "ausdrucken" könnte. Und nachts möchte ich den Drucker nicht laufen lassen; insofern macht es dann wohl mehr Sinn, einen kleineren Drucker anzuschaffen, der schneller in einer guten Qualitaet druckt. Man muesste dann eben den Rumpf in Segmente unterteilen, diese <ggf.> auf Stiften verkleben. Durch die guten Kanten und Wände wird das nicht viel Nacharbeit erfordern. Die Zwischenwaende werden wie eine Wabenstruktur den Rumpf extrem steif machen, sodass ich mir in Sachen Stabilität, auch bei Gewichten von 45+ Kilogramm keine ernsthaften Sorgen mache.
      Man koennte auf diese Weise zumindest eine Form fuer einen GfK Rumpf herstellen.

      Soweit erst mal, vielleicht interessiert es ja den Einen oder Anderen der sich die Frage Ala "Geht das?" auch schon mal gestellt hat, und vielleicht hat ja der Eine oder Andere auch noch Erfahrungen beizutragen.

      Gruss Fabian
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    • Hallo Fabian
      Erfarung im erstellen mit Fusion 360 habe ich nur ein klein wenig.. aber ich lerne gern dazu.
      Bei diesem Projekt setze ich mich mal in die erste Reihe und Lerne mit dir zusammen neues.
      Das das Klappen wird ,davon bin ich überzeugt... nur der Weg dahin ist nicht so leicht
      Gruß Wolfgang
      wer Rechtschreibfehler findet darf sie behalten
      In Bau : Nordic in 1:50 Baubericht Notfallschlepper Nordic in 1:50
      ForenModell NR .63 Baubericht 63FM2018
      Damen Stan Patrol 1605
    • @FlyingFish Danke! ;)

      Hallo Wolfgang!

      Freut mich, ich halte Dich gern auf dem Laufenden!
      In den Bildern oben ist ein bisschen die Reihenfolge durcheinander geraten... die mit der Heckrolle sind die Aktuellen.

      In den nächsten Tagen kommen jetzt noch ein paar Korrekturen, dann werde ich anfangen die schon angesprochenen Details in den Rumpf einzuarbeiten. Dann kommt die Unterteilung in Segmente, und ein paar innere Einbauten.

      Dann sollte der Rumpf in den Druck gehen, nebenbei wächst das Modell am Computer weiter; so der Plan.

      Gruss Fabian
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    • @Beam Gern! Verfolge auch deinen Bericht mit Interesse!

      So, ich habe etwas weiter gemacht!
      Über knapp zwei Jahrzehnte ist der UT722 ja in verschiedenen Größen und Versionen, und in Kombination verschiedener Aufbauten mehrere zig mal für nahezu alle grossen Offshore-Reedereien gebaut worden. Ich musste mir also am besten - bevor es an die Details geht - überlegen, welches Schiff daraus mal werden soll.
      Entschieden habe ich mich fuer die Normand Borg von Solstad Farstad. Das ist ein 722L, also die verlängerte Version, die ab Ende der 90er eingeführt wurde und in den Primär-Maerkten den kürzeren 722 weitgehend ersetzt hat.

      Glücklicherweise konnte ich auch Pläne vom 722L bekommen; es ist tatsächlich so, dass der 722L lediglich in der Mitte durch 8 identische Frames gestreckt wurde, Bug -und Hecksektion blieben unverändert.
      Also habe ich mir mal das GA Factsheet von Solstad Farstad besorgt, welches die Reederei bis vor ein paar Jahren noch auf der Webseite bereitgestellt hat und welches man über eine Suchmaschine immer noch findet, und die Seitenansicht skaliert und auf meinen Körper verlegt. Anschliessend habe ich den Rumpf an der entsprechenden Stelle "aufgeschnitten" und auseinander geschoben. Des Weiteren habe ich das Heck nochmal korrigiert und den fehlerhaften Versatz entfernt. Jetzt kann ich die Mittelspanten einfügen. Danach geht es dann an die Details.

      Gruss Fabian
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    • Moin!

      Auch hier geht es mal wieder etwas weiter. Mittlerweile ist der Rumpf der Normand Borg (UT722L) auf seine korrekte Länge gestreckt worden. Allerdings fehlen jetzt noch sämtliche Details, die natuerlich in den 3D-Rumpf bereits eingearbeitet werden sollen.

      Bevor ich mir diese Arbeit mache, wollte ich jedoch den Rumpf bereits einmal so in Teilstücke zerlegen, wie sie später einmal in meinen Drucker passen. Dann habe ich mir ein Segment am Bug mal exemplarisch herausgenommen, dieses auf 6mm ausgeschalt, Durchbrüche in die späteren Zwischenwände erstellt und im Slicer (CURA) etwas mit den Einstellungen gespielt, um einen möglichst vernünftigen Kompromiss zwischen Druckbarkeit und Qualität hinzubekommen.

      Stand jetzt werde ich mit 0.15mm Layering, 3 Wandstärken aussen und 70mm Verfahrgeschwindigkeit arbeiten. Fuer das gezeigte Beispielstück bedeutet das ca. 1 Tag und 6h Druckzeit.

      Ich werde jetzt die Endarbeiten am 3D Rumpf konstruieren (Querstrahler Öffnungen, Wallschienen/Scheuerleisten, Rudekoker und Auflagepositionen fuer die Korts, Wellenaustritte, Decksausschnitt) und dann das erste Teil mal mit diesen Parametern drucken.
      Eine weitere Idee ist, in die Ecken der späteren Zwischenwände eines jeden Bauteils M4 Loecher zu machen; da kommen dann Messingstifte eingeklebt, die als Führungen beim Verkleben der Segmente dienen sollen. Auf diese Weise werden die Bauteile perfekt ausgerichtet verklebt. Jegliche Ungenauigkeiten addieren sich bei so einem grossen Rumpf auf, und am Ende hat man eine Banane... Ausserdem erübrigt sich das ewige "Rumgeschiebe".

      Gruss und bis spaeter,

      Fabian
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    • Moin!

      Ein weiteres Update!

      Nun sind Bugstrahlruder-Oeffnungen, die drei erhabenen Leisten im Rumpf, sowie Schlingerkiel eingearbeitet.
      Hier musste ich mir erst einmal eine Methodik überlegen, da Ebenen ja immer flach sind und keinerlei Wölbung mitgehen; wie sollte man also vorgehen?

      Ich habe zunächst eine Planzeichnung mit Schlingerkielen skaliert und korrekt positioniert; dann eine ebene auf den tiefsten Punkt des "U" in der Mitte gesetzt, dort eine exakt waagrechte Linie gezeichnet, und an diesem Pfad eine im Winkel verstellbare Ebene angelegt. Dann habe ich entsprechend die Rumpfkontur auf dieser Ebene über die Projizieren Funktion markiert, und diese ueber das Versatz Tool um die Breite des Schlingerkiels dupliziert. E Voila!

      Es fehlen jetzt nur noch wenige Details bis es losgeht mit dem Druck der ersten Segmente. Ich werde die Konstruktion des Rumpfes hier noch zu Ende führen und dann einen eigenen Baubericht im Offshore Bereich "Normand Borg in 1:50" aufmachen.

      Gruss Fabian
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    • Hallo Fabian,
      sehr spannend. Ich bin gespannt was am Ende heraus kommt. An einen ganzen Rumpf habe ich mich bisher noch nicht herangetraut, nur an Spanten zum Fräsen.
      Da ich auch noch den Umgang mit Fusion lerne, setze ich mich auch auf die Zuschauerbank.
      Gruß
      Gerald
      AUF DER WERFT
      2-Mast Schoner Emma C. Berry (Restaurierung)
      4-Mast Bark Archibald Russell (Restaurierung)
      IM HAFEN

      Micro Magic Carbon Edition
      IN PLANUNG
      Brigg Tre Kronor af Stockholm (1:25 Neubau)
      Y-857 (ex FL6) (Restaurierung)
      Bugsier 3 (Restaurierung)
    • Moin Gerald,

      Vielen Dank! Ich mach das auch das erste Mal. Die Lernkurve geht steil nach oben, aber es macht einen Riesenspass.

      Weitere Details: Ruderkoker / Aufnahme für die Kortduesen. Die werden natürlich auch selbst hergestellt!

      Gruss Fabian
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    • Guten Abend in die Runde!

      Über den eigentlichen Bau des Modells berichte ich ja zukünftig an anderer Stelle:

      =>> KLICK HIER: Baubericht UT722L Far Scout in 1:50

      Wie versprochen möchte ich den Konstruktion-Thread vom Rumpf hier aber noch zu Ende führen!

      Heute waren die Ankertaschen dran; im Prinzip habe ich sie originalgetreu nachgebaut, lediglich ein paar mm höher platziert, da sie ansonsten genau auf der Naht zwischen den oberen und den unteren Sektionen befindet; das wollte ich vermeiden.

      Innen habe ich Ankertaschen eingezogen, in der Form einer Box. Nach oben hin wird die schmaler und mündet in ein Röhrchen, damit sich der Ankerstab nicht verhakt sondern genau da eingezogen wird. Auf das Röhrchen wird dann später ein Schlauchstück verklebt und führt die Ankerkette zur Winde aufs Deck, so zumindest die Theorie.

      Gruss Fabian
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    • Moin in die Runde!

      Wie versprochen werde ich die Rumpfkonstruktion hier noch zu Ende führen!

      Nun habe ich die Wellenhose fuer das Stevenrohr und die Kortduese gemacht, mit dem Profil das der Plan einem gibt.
      Schaut doch ganz gut aus!

      Fehlt noch die Verstrebung, die Rumpf, Stevenrohr und Kortduese zusammenhält; auch die bekommen wir noch hin. Wichtig hierbei, die Unterteilung in einzelne Bauteile die der Drucker auch gut herstellen kann.
      Während man an einer GfK-Schale Stunden damit verbringen müsste, Halter und Aufhängungen passend zur Kontur des Rumpfes anzufertigen, entfällt das hier komplett dank des 3D-Modells des Rumpfes.

      Ausserdem ist Alles perfekt gefluchtet und ausgerichtet. Der Drucker ackert derweil an weiteren Segmenten.

      Zwecks einer besseren Stabilität bekommen dünne Strukturteile soaeter Stifte an den Verbindungspunkten.
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    • Und hier die Vollendung dieses "Kapitels"; alle drei Streben zu den Kortduesen sind konstruiert.

      Jetzt fehlt mir eigentlich nur noch die Seekästen in Form von nicht durchgehenden, angedeuteten Vertiefungen in die Rumpfschale einzuarbeiten.

      Die Wellenhosen sind innen fuer 9mm Stevenrohre ausgehöhlt, in denen dann eine M5 Welle Platz hat.

      Gruss Fabian
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