3D-gedruckte Modellbahn: Vision oder Illusion?

3D-Druck ist allgegenwärtig in vielen Bereichen vertreten, von Medizin bis Luft- und Raumfahrt. Doch kann 3D-Druck auch für die eigene Modellbahn eingesetzt werden und falls ja, wo sind die Grenzen der einzelnen Drucktechniken? 

Durch Zufall bin auf der Website von Shapeways auf einen 3D-gedruckte Mülltonne im Maßstab 1:87 oder H0 gestoßen – eine durchaus gängige Größe im Modellbau. Die Mülltonne mit einer Größe von 6x6x10mm schlägt sich da allerdings mit 7.06€ pro Stück zu Buche. Das ist selbst für eingefleischte Modellbahnfans sehr teuer.

Im nächsten Schritt habe ich weiter Nachforschungen angestellt und herausgefunden, dass in vielen Modellbahn- und Modellbauforen über 3D-Druck diskutiert wird. Häufig Enden die Diskussionen mit der Schlussfolgerung, dass man diverse Objekte nur bei Anbieter wie Shapways herstellen lassen kann oder aber zumindest einen teuren SLA 3D-Drucker benötigt.

Aufgrund dieser Schlussfolgerungen wollte ich schon fast aufgeben, doch zeitgleich hab ich die Anleitung für den 3D-gedruckten Schlüsselanhänger geschrieben und erkannt, dass auch FDM 3D-Drucker in der Lage sind Details gut darzustellen.

Schon vor einiger Zeit hatte ich Nozzles für den Anet A6 (ca 200€ 3D-Drucker aus China) bestellt. Dabei habe ich für etwaige Experimente auch Nozzles mit einer 0.2mm Bohrung bestellt (5 Stück haben etwa 70Cent gekostet). Genau eine dieser Nozzles habe ich dann in den Anet A6 eingebaut. Im Anschluss wurde der Abstand zwischen Druckbett (mittlerweile drucke ich auf eine Glasscheibe) und Nozzle neu eingestellt.

Als erstes habe ich mich dazu entschieden ein fertiges Design von Thingiverse zu testen, dabei handelt es sich um ein Andreaskreuz für H0 Modellbahnanlagen. Sämtliche Bauteile wurden in guter Qualität gedruckt und konnten nach etwas Nachbearbeitung lackiert und zusammengesetzt werden. Für ein derartiges Projekt kann man mit einem Materialverbrauch von etwa 0.5 Gramm rechnen – eine Spule PLA mit 1 Kg erhält man für ca 20€, das heißt die Materialkosten (ohne Farben, Klebstoffe usw) betragen etwa 1 Cent. Nach dem Ausdruck kann man die Modelle schleifen oder mit feinen Nadelfeilen bearbeiten und lackieren. Im Anschluss daran habe ich eine 3mm LED eingesetzt und verkabelt und alle Bauteile verklebt. Zugegeben, meine Fähigkeiten mit dem Pinsel waren etwas eingerostet und auch das Modell selber könnte verbessert werden. Dennoch der erste Versuch war erfolgreich und zeigt schon das immense Sparpotential durch 3D-Druck.

In weiterer Folge habe ich eine kleine Sitzbank in Fusion 360 designet und ausgedruckt. Diese bestand aus 7 Bauteilen und wurde mit Sekundenkleber verklebt. Leider hatte ich dafür keine Pinzetten und die Bank war auch etwas zu klein geraten (siehe Größenvergleich mit H0 Figur) – dennoch kein totaler Fehlschlag.

Später wollte ich es dann genau wissen und habe begonnen eine Mülltonne in Fusion 360 zu zeichnen. Die dritte Version (und der dritte Ausdruck) der Mülltonne möchte ich hier präsentieren. Die Tonne besteht dabei aus insgesamt 4 Bauteilen: Dem Körper, den beiden Rädern und dem Deckel, das Design mit zusätzlichem Deckel bietet einige Vorteile – zum Beispiel kann man Mülltonnen ohne Deckel, mit halb geöffnetem oder mit ganz geöffnetem Deckel so ebenfalls einfach modellieren. Nach dem Ausdruck (einige Räder auf Reserve sind kein Fehler, da die Räder so klein sind) wurden die Bauteile nachgeschliffen. Leider habe ich dabei nicht genug Geduld bewiesen, sonst hätte ich absolut ebene Oberflächen an der Tonne erhalten. Nach dem Schleifen werden die Bauteile nach eigenem Wunsch lackiert, zusammengeklebt und eventuell befüllt. Für diese Arbeiten kann ich eine Pinzette und viel Geduld sehr empfehlen. Das Ergebnis kann sich aber sehen lassen – der Materialverbrauch für alle 4 Bauteile lag bei unter 0.3 Gramm, die Druckkosten (wenn Strom und Materialermüdung am Drucker nicht beachtet wird) pro Mülltonne betragen also unter 1 Cent. Ein Ergebnis das sich sehen lassen kann, sowohl optisch wie vom Preis/Leistungsverhältnis.

Welche Schlüsse kann man daraus ziehen ?

Ein billiger China 3D-Drucker ist nicht in der Lage den Detailgrad zu erreichen, den Shapeways mit seinem Frostes Ultra Detail Verfahren erreicht. Für einfache Objekte wie diese Mülltonne kann man aber sehr wohl einen günstigen 3D-Drucker aus China verwenden, vorausgesetzt dieser ist korrekt zusammengebaut und alle Einstellungen stimmen. Natürlich kann man die selben Mülltonnen auch fertig kaufen, doch die selbst gedruckten sind günstiger und sie lassen sich besser anpassen (zB: große Altpapiertonne und kleinere Restmülltonne). 3D-Druck kann für Modellbahnen im Maßstab 1:87 eingesetzt werden und kann helfen die Kosten für die eigenen Anlage enorm zu reduzieren. Was mit FDM 3D-Druckern nicht oder nur begrenzt funktioniert sind extrem Detailreiche Objekte wie die Züge selbst. Je kleiner der Maßstab wird, desto schwieriger wird es aber Objekte mit dem 3D-Drucker zu erzeugen.

Ausblick

Mittlerweile sind auch 0.1mm Nozzles für 3D-Drucker verfügbar, auch diese werde ich bei Gelegenheit testen und dann berichten. Zudem wird es in Zukunft häufiger Berichte über 3D-gedruckte Objekte oder Hilfsmittel im Bereich Modellbau geben. Natürlich dann auch mit Tipps wie man so kleine Objekte am besten druckt und den zugehörigen 3D-Modellen zum Download.