Dienstag, 29. April 2014

Testbericht: Bau von Rippenflügeln mit DevWingCAM


Startbildschirm von DevWingCam


Nach den überzeugenden Erfahrungen mit dem Rumpfentwurfsprogramm DevFusCAM aus dem Hause DevCad  (Siehe JetPower 1/2014) reizte es mich, weitere Programme zu testen. Obwohl ich häufig Styroporflügel baue, fasziniert es mich doch immer wieder aufs Neue, die Entstehung eines Rippenflügels zu bewundern. So war es nur eine logische Konsequenz, als nächstes dem Programm DevWingCAM auf den Zahn zu fühlen.
Der erste Programmstart zeigte bereits die bekannte Handschrift aus dem Hause DevCad. Zunächst muss man sich entscheiden, ob ein neues Projekt gestartet, ein bestehendes geändert, kopiert, exportiert, gedruckt, in einer 3D-Ansicht betrachtet oder gefräst werden soll. Um den Rahmen dieses Artikels nicht zu sprengen, gehe ich im folgenden vorrangig auf den Weg bis zur Fertigung eines neuen Flügels ein, beschreibe auch nicht jede Konstruktionsmöglichkeit, denn davon gibt es extrem viele, die kaum einen Wunsch offen lassen dürften.
Klickt man auf die Schaltfläche „New Project“, so fällt eine sehr anwenderfreundliche Erweiterung sofort ins Auge, der sogenannte „Expert-Mode“. War es in DevFusCAM nur möglich, durch die gegebene Entwicklungsreihenfolge vor oder zurück zu blättern, so kann der Anwender nun selbst beliebig zwischen den Menüs durch direktes Anklicken des entsprechenden Symbols wechseln. Im Einzelnen werden in den nachstehenden Schritten folgende Definitionen vorgenommen:

·         Projektname, Halbspannweite, Distanz zwischen den Flügelhälften, Wurzeltiefe, Anzahl der einzelnen Flügelsegmente
·         Ggf. Einladen eines Grundrissplans, von dem die Flügelgeometrie abgeformt werden kann, oder
·         Freier Entwurf der Flügelgeometrie
·         Lage der Rippen, Halbrippen sind ebenfalls möglich
·         Geometrische Verwindungen sowie V-Form. Profilauswahl, hier steht gleich eine riesige Bibliothek mit mehr als 2.300 Profilen zum direkten Zugriff zur Verfügung
·         Beplankungsflächen und –dicken
·         Nasenleiste
·         Endleiste
·         Holme
·         Ausschnitte für Ruderflächen
·         Zwischenböden z. B. für die Aufnahme von Servos
·         Geodätische Rippen
·         Aussparungen in den Rippen
·         Aussparungen in den geodätischen Rippen
·         Stützfüße, um den Aufbau verzugsfrei zu erleichtern
·         Randbogen
·         Abspeichern des Projektes
Flügeldrundriss des vollständigen Ellipsenflügels

Leider gibt es auch bei diesem Programm keine deutsche Übersetzung,  das Hilfemenü ist ebenfalls in Englisch gehalten. Selbst die Zuhilfenahme eines Übersetzers aus dem Internet half nicht immer weiter, weil bestimmte Fachbegriffe fehlten oder Übersetzungen vorgeschlagen wurden, die keinen Sinn machten. Überhaupt überwältigten mich die vielen Konstruktionsmerkmale anfangs. Hier waren echte Praktiker am Werk. Die Einarbeitung in das Programm zog sich deshalb über mehrere Tage und auch direkte Anfragen beim Inhaber, Stefano Duranti, hin, bis ich mich mit der Nutzung genügend vertraut gemacht hatte. Oftmals half mir zudem „Lernen durch Ausprobieren“, einfach mal schauen, was sich verändert. Dazu steht einem in fast jedem Arbeitsschritt die Möglichkeit offen, das Ergebnis in einer 3D-Ansicht zu betrachten. Ist man aber erst einmal mit der Anwendung vertraut, gelingt ein vollständiger Flügelentwurf je nach Aufwand in weniger als einer Stunde. Für ein Nurflügelprojekt mit einer Spannweite von 3,10 m und geteiltem Flügel brauchte ich etwas mehr als eine Stunde.
Als mir schließlich klar wurde, welches Potential in DevWingCAM steckt, wollte ich die Probe aufs Exempel machen. Vor gut dreißig Jahren bauten mein Vater und ich einen Ellipsenflügel in Rippenbauweise, immerhin standen uns damals schon Taschenrechner, Millimeterpapier und Kurvenlineale zur Verfügung. Bis der Flügel mit einer Spannweite von 1,80 Meter fertig vor uns lag, verbrachten wir Wochen überwiegend unter der Neonsonne des Kellers. Jeder, der sich daran schon einmal in Handarbeit versucht hat, wird bestätigen können, dass diese Flügelgeometrie vom Bauaufwand her zu den anspruchsvollsten zählt. Zwar ist mir kein originales Flugzeug mit Jetantrieb und einem Ellipsenflügel bekannt, es ging mir aber vorrangig darum, die Leistungsfähigkeit von DevWingCAM auf die Probe zu stellen, da mir der Vergleich mit dem handwerklichen Entwurf noch gut in Erinnerung war.
Daher setzte ich folgende Parameter:

·         Spannweite 1,90 Meter, ungeteilt, keine geometrische Verwindung, keine geodätischen Rippen, Halbrippen im Nasenbereich bis zum Hauptholm, teilweise Beplankung mit 1,5 mm Dicke
·         2 Grad V-Form je Seite
·         Wurzeltiefe 350 mm
·         Profil: NACA 0015
·         Landeklappen und Querruder

Die Flügelgeometrie legte ich in DevWingCAM als freien Entwurf fest. An den geraden Mittelteil im Rumpfbereich schließen die vordere und hintere Ellipsenform an, die genau in einem Viertel der Wurzeltiefe außen zusammenlaufen. Bis zum Festlegen der Lage aller Holme verlief der Entwurf sehr schnell und reibungslos. Als problematisch erwies sich dann die Festlegung der V-Form-Verbinder in der Flügelmitte und die Konstruktion der Abschlussrippen in den Rudern. Beim Setzen von Halbrippen zu Beginn können diese nur im Nasenbereich festgelegt werden. Erst auf Rückfrage wurde mir von Herrn Duranti erklärt, dass Halbrippen im Endbereich nur über die sehr leistungsfähige Funktion „Truncate some ribs by a dummy phantom spar“ im Auswalmenü zur Gestaltung der Holmanordnung entworfen werden können. Gemeint ist die Verkürzung von nachträglich einfügbaren Rippen um in Flugrichtung liegende Holme. Um die V-Form-Verbinder zu erhalten, muss ein frei definierbarer Holm in der Höhe der Profildicke angelegt werden. Wenn man all dies weiß, ist das kein Problem, diese Bezeichnungen sind leider irreführend gewählt.

Rippenschnitt im Bereich der Landeklappen

Die weiteren Entwicklungsschritte verliefen dann wieder reibungslos. Weil mir das Programm nun erstmals die Gelegenheit bot, gewichtsreduzierende Aussparungen in den Rippen, die ich sämtlich aus 4 mm Pappelsperrholz plante, vorzusehen, machte ich davon regen Gebrauch. Mit jeder Aussparung, für die mehrere Varianten zur Auswahl stehen, wird gleich der Prozentsatz der Gewichtsreduzierung ausgerechnet. Schließlich plante ich für den späteren Aufbau Stützfüße vorn und hinten an den Rippen ein.
Sieht man von den Nachfragen und der Einarbeitung ab, brauchte ich knappe zwei Stunden für den Flügelentwurf, mit zunehmender praktischer Erfahrung im Umgang mit DevWingCAM dürfte das noch schneller zu bewältigen sein.
Ungefähr eine weitere halbe Stunde verbrachte ich noch mit der Aufarbeitung der Fräsdateien, um z. B. Haltestege an die richtigen Stellen zu verschieben, weitere zu setzen oder bei Innenaussparungen zu löschen.
Nachdem der Ellipsenflügel entworfen war, bestaunte ich noch die Simulation des Fräsvorganges. Doch letztlich entscheidend ist ja das, was die reale Fräse am Ende hervorbringt.
Rund fünf Stunden reiner Fräszeit bei einem maximalen Fräsvorschub von 250 mm/min mit einem Fräser von 1,5 mm Durchmesser  brauchte es, bis alle Bauteile gefräst waren. Das sind geringe Geschwindigkeiten, sodass leistungsfähigere Fräsen die Bearbeitungszeit noch deutlich reduzieren können. Die meiste Zeit nahm ohnehin das Herausschneiden der inneren Aussparungen ein. Das Ergebnis konnte sich trotzdem sehen lassen, schon der erste Eindruck faszinierte.

Der komplette Frästeilesatz für den Ellipsenflügel

Nachdem alle Bauteile von ihren Haltestegen befreit waren, konnte ich mit dem Aufbau beginnen
Die Stützfüße erwiesen sich als hervorragende Aufbauhilfe. Sie waren gleich so berechnet, dass ich den Flügel in eins unter Berücksichtigung der V-Form hätte aufbauen können, lediglich die Länge meines Baubretts ließ das nicht zu. Die Bauteile passten sehr gut zusammen, kleine Nacharbeiten waren nur an den Aussparungen in den Rippen erforderlich, durch die Holme schräg verlaufen. Das ist aber normal, da der Fräser üblicherweise nur senkrecht in das Material eintauchen kann. Anzunehmen ist daher, dass beim Einsatz geodätischer Rippen die entsprechenden Aussparungen an den Kreuzungsstellen ebenfalls nachgearbeitet werden müssen.
Die einzige fehlende Passung, die ich feststellen konnte, waren die Verkastungen des Hauptholmes an den Stellen, wo die Halbrippen für den Abschluss der Ruder saßen. Obwohl die Rippe nicht bis dort heranreicht, ist die Verkastung um deren Dicke verkürzt. Diese Verkastungen zu ersetzen, bedeutete jedoch keinen großen Aufwand.
Als sehr hilfreich erwies sich noch das Druckmenü, mit dem ich mir den Grundrissplan im Maßstab 1:1 ausdrucken konnte, um die genaue Form der Hinterkantenbeplankung zuschneiden zu können. Auf den A4-Blättern wurden gleich entsprechende Kreuze an den Ecken ausgedruckt, um die einzelnen Seiten korrekt aneinanderkleben zu können.
Ausgedruckter Grundrissplan für die Ruder

Rund eine Woche später lag der Flügel rohbaufertig auf meinem Tisch, auch hier würde die Verwendung von Sekundenkleber statt Weißleims weiteres Einsparpotential bieten. Die Waage zeigte inklusiver der bereits eingebauten und verdrahteten Servos eine Masse von 1.046 Gramm, das ist für einen solchen Flügel mit einer Fläche von 53,14 qdm ein sehr guter Wert.
Vor dem Fräsen selbst sollte man im Fräsmenü „Toolpaths“ die Fräswege unter dem Punkt „Sort items in selected toolpath…“ neu berechnen lassen. Das tat ich anfangs nicht und erkannte es erst nach einem entsprechenden Hinweis von Herrn Duranti. Deshalb häuften sich beim Fräsen der Rippenaussparungen unnötige Leerfahrten, weil diese nicht in einer Richtung abgearbeitet wurden sondern der Fräskopf zwischen den vorderen und hinteren Aussparungen pendelte. Die Güte des Fräsergebnisses beeinflusste das jedoch nicht.
Als verbesserungswürdig sehe ich die Verbindungsmöglichkeit zwischen Randbogen und Endrippe an. Würde dort eine Verzahnung einsetzbar sein, wäre der Material- und damit Masseaufwand zur Stabilisierung der Verbindung deutlich reduzierbar. Auf Rückfrage wurde mir mitgeteilt, dass dies als Weiterentwicklung zukünftig mit aufgenommen werden könnte.
Als Fazit kann ich dennoch voller Überzeugung eine erhebliche Zeitersparnis bei einer sehr hohen Fertigungsgenauigkeit, die so von Hand kaum zu erzielen wäre, feststellen. Die genannten Schwächen sind problemlos verkraftbar.
Der Appetit, weitere Programme für Modellbauer aus dem Hause DevCad zu testen, ist jedenfalls gestiegen.
Der Flügel in der Beplankungsphase

Berücksichtigt man den Preis von € 95,00 für eine Lizenz, so muss man von einem hervorragenden Preis-/Leistungsverhältnis sprechen.
Wem zur Fertigung keine Fräse zur Verfügung steht, kann zwei mehr oder weniger abgespeckte Programmlizenzen zum Preis von € 35,00 oder € 70,00 erwerben, mit denen die Bauteile ausgedruckt werden können.













Der Fllügel rohbaufertig

Randbogenbereich

Donnerstag, 17. April 2014

Technik begeistert!


Karikatur von Klaus Heilmann, www.kunstmalstudio.de


Zu ergänzen ist allerdings: Wenn Sie denn funktioniert, ansonsten kann sie zu einem nervenaufreibenden Geduldsspiel á la Mensch ärgere Dich nicht ausarten: Im letzten Jahr begann ich, den heutigen technischen Möglichkeiten mehr Beachtung bei der Ausstattung meiner Werkstatt zu schenken. Zwei Fliegen wollte ich mit einer Klappe schlagen: Die Erhöhung der Fertigungsgenauigkeit in Verbindung mit einer Verkürzung der Bauzeit. Nach und nach vergrößerte sich so die Arbeitsfläche meiner computergesteuerten Fräse, die Elektronik wurde erneuert und für die Ansteuerung in professionellere Programme investiert. Nach erstaunlicherweise schnell lösbarer Übergangsprobleme im Umgang mit den neuen Möglichkeiten, konnte ich schon bald stolz feststellen: Selbst aufwändige Rippenflügel waren innerhalb kurzer Zeit einsatzfertig. Welch ein Durchbruch, das Ziel war erreicht! So angespornt, sollte eine Styroporschneidemaschine die technischen Möglichkeiten weiter ausdehnen. Doch leider ist das Leben kein Wunschkonzert, je genauer man plant, umso härter wird man von der Realität getroffen: Als ich fast alle Einstellungen für die ersten Testläufe gemacht hatte, entschied sich die Festplatte, von ihrem Recht auf Ableben Gebrauch zu machen. Ok, selbst wenn ich diese Erfahrung bislang nie machen musste, kann es ja mal passieren, ganz neu war sie ja ohnehin nicht mehr und ein Austausch kostet heutzutage nur wenig. Mit externer Unterstützung konnte ich knapp eine Woche später einen erfolgreichen Einstieg in das computergesteuerte Styroporschneiden feststellen! Meine Freude erklomm neue Höhen, forderte aber wohl gleichzeitig die Boshaftigkeit des Schicksals heraus, denn kurz danach blieb die Oberfräse während der Arbeit einfach stehen und nahm, da die Steuerung das nicht registriert, gleich den Fräser mit in den Modellbauerhimmel. OK, der Motor hatte auch schon ein paar Jahre auf dem Buckel, also musste ein neuer her. Ich überlegte, eventuell auf ein deutlich leistungsfähigeres Modell umzusteigen, wofür ich aber einen Neubau der Aufnahme in Auftrag hätte geben müssen, sodass ich den Gedanken wieder verwarf. Welch hinterlistiger Schicksalsschlag! Nicht einmal drei Monate dauerte es, bis das sogar für den Einsatz bei Nichteisenmetallen als Modellbaufräse geeignet angepriesene Modell vom Bearbeiten des Sperrholzes komplett ausgeschlagen war. Ab diesem Zeitpunkt wunderte ich mich erstmals beim Betreten meiner Werkstatt über leises hämisches Gelächter, dessen Ursache ich zunächst nicht lokalisieren konnte. Wie dem auch sein, mein Geld erhielt ich zurück aber nun sollte endlich die erstmals angedachte stärkere Umrüstung erfolgen. Schnell fand ich auch einen Metallbauer, der mir die Halterung fertigte. Doch das Schicksal holte immer weiter aus: Die angepasste Halterung war wegen der höheren Masse der neuen Fräse nicht mehr stabil genug, eine weitere Änderung wurde fällig. Das hämische Lachen steigerte sich inzwischen weiter! OK, dachte ich mir, wenn schon die Fräse nicht will, kann ich ja mit der Styroporschneidemaschine weiterarbeiten. Weit gefehlt, wie konnte ich nur so naiv sein!? Aus unerfindlichen Gründen verlangte plötzlich das Betriebssystem trotz Verwendung von Originalsoftware eine Registrierung! In meiner Werkstatt fehlt aber der dafür notwendige Internetanschluss. Wofür auch? Die Maschinen sollen mir ja zuarbeiten, für das Surfen bleibt da keine Zeit. Also Abbau des Computers, an das Internet angeschlossen. Leider erkennt aber das veraltete Betriebssystem den Anschluss nicht automatisch. Wenn ich Pech habe, starte ich wieder da, wo die vorherige Festplatte ihren Geist aufgegeben hat…
Da das hämische Lachen inzwischen immer lauter durch meinen Hobbyraum schallte, machte ich mich auf die Suche. Leider zeigt sich der Verursacher nicht, ich vermute aber stark, dass es sich um meine Laubsäge handelt, die bereits mein Vater vor undenklicher Zeit anschaffte. Neben dem gelegentlichen Austausch der Sägeblätter für wenige Cent tut sie noch heute zuverlässig ihre Dienste. Was waren das für Zeiten!

Dienstag, 1. April 2014

Schneiden von Styroporflügeln mit der Mechanik und Elektronik von Modellbau Letmathe



Die Styroporschneidemaschine in Aktion


Mit dem Schneiden von Styroporflügeln kann man sehr schnell Flügel erstellen. Das ist von Hand mit relativ einfachen Mitteln möglich, hat aber auch Nachteile:


  • ·         Zumeist benötigt man eine zweite Person

  • ·         Gerade z. B. bei Deltaflügeln mit großem Unterschied in der Wurzel- und Endrippentiefe treten mehr oder weniger starke Riefenbildungen im Außenbereich auf, weil dort der Draht langsamer gezogen werden muss. Das erfordert zum Einen Übung, aber dennoch bleibt eine Dickenkorrektur aufgrund des stärkeren Abbrandes ausgeschlossen.


Da ich bereits fast alle Arbeiten um das Aussägen von Spanten, Rippen und dergleichen modellbauerischer Bauteile meiner computergesteuerten Fräsmaschine überlasse, lag für mich nun der nächste Schritt nahe, ebenfalls eine Automatisierung für das Styroporschneiden vorzusehen. Als ich meine Fräse auf eine leistungsfähigere Elektronik umrüstete, machte ich bereits erste sehr gute Erfahrungen mit Modellbau Letmathe, die sich mit ihrer Produktpalette stark auf den Bereich der Automatisierung im Modellbau spezialisiert haben. Vor allem der zuverlässige Service bei der Behebung von Problemen beeindruckte mich sehr.
Speziell für das Schneiden von Styropor findet man bei Modellbau Letmathe zwei Styroporschneidemaschinen:


  • ·         Kit 1 bestehend aus allen benötigten mechanischen Teilen zum Preis von € 419,00. Für die Führung der horizontal liegenden Achsen werden zwei hochpräzise Linearschienen mit entsprechenden Führungen mitgeliefert.

  • ·         Beim Kit 2 fehlen die Linearschienen. Hier kann selbst eine kostengünstigere Variante gewählt werden. Der Preis hierfür liegt bei €199,00.


Weiterhin benötigt man (ebenfalls bei Modellbau Letmathe erhältlich):


  • ·         Schrittmotorsteuerung für 4 Motoren

  • ·         4 Stück 1,8A Schrittmotoren + 4 Schrittmotorstecker

  • ·         Universalnetzteil 12 – 24V für die Versorgungsspannung der Schrittmotorsteuerung


Die elektronischen Komponenten werden als Komplettpaket „CNC Elektronikset Styroporschneidemachine“ für € 185,00 angeboten, können aber auch je nach Bedarf selbst zusammengestellt werden.
Die Bauteile des Kit 1
Ich bestellte das Kit1 mit dem Komplettpaket. Wenige Tage später brachte die Post ein längliches, unerwartet schweres Paket mit der Mechanik und ein weiteres kleines mit den elektronischen Bauteilen.  
Die Steuerelektronik
Aus dem Baumarkt besorgte ich mir noch eine 21 mm dicke Sperrholzplatte mit den Maßen 1,20*1,00 m sowie 4 Meter vieradriges Kabel für die Verbindung zwischen den Schrittmotoren und der Steuerung.
Für den Betrieb benötigt man weiterhin einen PC, der über eine parallele Druckerschnittstelle verfügt, mit der entsprechenden Software. Auf der Homepage von Modellbau Letmathe wird zum Entwurf der Styroporflügel das Programm Profili Pro 2 (Lizenz € 60,00 für Privatpersonen) aus dem Hause DevCAD und der Steuerungssoftware Mach3 (Lizenz € 239,00) vom Ingenieurbüro Winckler empfohlen. Letztere setze ich seit einiger Zeit erfolgreich an meiner Fräse ein. Für die „JetPower“ testete ich bereits andere Software aus dem Hause DevCAD, sodass ich die bekannte, sehr gute Qualität auch hier voraussetzen konnte.
Eine Ansteuerung motorseitig

Die Lagerung auf der dem Motor entgegengesetzten Seite

Doch vor den Erfolg haben die Götter bekanntlich den Schweiß gesetzt, zunächst musste die Mechanik zusammengebaut werden. Alle Materialien sind genügend stabil dimensioniert und passgenau. Für die Montage steht eine gut bebilderte Beschreibung zur Verfügung. 2 Stunden werden dafür veranschlagt, das ist problemlos zu schaffen. Da ein mobiler Einsatz für mich nicht in Frage kam, montierte ich die beiden Traversen auf die Sperrholzplatte. Den Abstand wählte ich so, dass die üblichen Styroporplatten mit einer Länge von einem Meter bearbeitet werden können. Deutlich mehr Zeit als die Montage nahm die Verdrahtung und Kabelführung der Schrittmotoren in Anspruch. Zudem musste ich meinen Schneidbogen um 40 cm verlängern, damit er über die Diagonale bei stark gepfeilten Flügeln noch einsetzbar ist. Nicht zuletzt fertigte ich mir aus 6 mm Sperrholz zwei Halterungen, in denen der Schneidbogen beweglich (!) gelagert wird.
Die selbstgefertigte Halterung des Schneidbogens

Nach der Montage folgt die Konfiguration von Mach3, auch dazu liegt eine ausführlich bebilderte Beschreibung bei. Beim ersten Start wich die Bildschirmdarstellung meiner Mach3-Version von der in der Anleitung ab, sodass ich nur drei der vier Achsen manuell ansteuern konnte. Deshalb muss in der oberen Leiste unter „Anzeige“ der Standardbildschirm in die beigefügte Version „1024“ geändert werden.
Über das manuelle Verfahren konnte ich nun das Umkehrspiel feststellen, konfigurieren und die richtigen Drehrichtungen der Motoren einstellen. Mit den hervorragenden Werten 0.1 mm (x-Achse), 0.05 mm (y-Achse), 0.1 mm (z-Achse) und 0.02 mm (A-Achse) wurden nochmals die guten Fertigungsgenauigkeiten unterstrichen. Die Freude über diesen ersten Erfolg stieg mit der Erwartung, nun bald mit ersten Schneidergebnissen aufwarten zu können. Dazu war lediglich noch die Anpassung von Profili Pro vorzunehmen.
Das Programm selbst wurde in der MFI 12/2010 bereits ausführlich vorgestellt, daher hier nur noch einmal kurz die Auflistung der Möglichkeiten:

  • ·         Entwurf von einfachen Rippen- und Styroporflügeln bis hin zum Fräsen oder Schneiden. Die entworfenen Flügelrippen können z. B. auch für den Export in das dxf-Format umgewandelt werden, um sie sich fräsen oder lasern zu lassen.

  • ·         Umfangreiche Profildatenbank mit über 2.300 Profilen

  • ·         Betrachtung der Polaren und deren Vergleich für verschiedene Profile bei unterschiedlichen Anstellwinkeln oder Re-Zahlen, Ansicht der Druckverteilung um ein Profil

  • ·         Neu: Erstellung von STL-Dateien, mit denen z. B. Negativformen für die Flügelherstellung  in GfK gefräst werden können

  • ·         Neu: Beim Schneiden von Styroporflügeln können inzwischen auch Aussparungen für Holme vorgesehen werden oder spezielle Aushöhlungen im Profil

Es ist wirklich erstaunlich, welch hervorragendes Preis-/Leistungsverhältnis damit geboten wird.
Für die Einstellungen unter Profili Pro zum Styroporschneiden sollte man sich die Hinweise auf der Homepage von Modellbau Lethmathe ausdrucken:
Hier werden wichtige Tipps u. a. für die Verfahrgeschwindigkeit und die Anzahl der Anfahrpunkte gegeben. Und es ist in wenigen Minuten möglich, die Voraussetzungen zum Schneiden eines Styroporflügels zu schaffen.
Nach all den Vorarbeiten hätte ich eigentlich loslegen können, doch genau zu diesem Zeitpunkt gab die Festplatte meines Rechners ihren Geist auf, sodass ein Komplettaustausch erforderlich wurde, alle Programminstallationen sowie Konfigurationen durfte ich nochmals von vorn beginnen. An dieser Stelle möchte ich mich deshalb ganz besonders bei Stefano Duranti von DevCAD bedanken, der mir kostenlos eine zweite Lizenz zur Verfügung stellte, weil durch den Austausch der Festplatte der erste Code nicht mehr akzeptiert wurde.
Zwei Tage später konnte ich dann endlich mit den ersten Tests beginnen. Als Temperatur für den Schneiddraht stellte ich zunächst den Wert ein, den ich auch beim Zuschneiden der Styroporplatten verwendete und…produzierte zunächst mehr Abbrand als ein brauchbares Schneidergebnis. Das gleichmäßige Verfahren der Achsen durch die Maschine erfordert geringere Temperaturen; jedoch nicht zu geringe, weil sonst der Draht nicht richtig nachgezogen wird, was zu Einbeulungen im Nasenbereich führt. Zusätzlich spielt die Spannweite ebenfalls noch eine Rolle, je größer, umso höher die Temperatur. Hier sind Testschnitte dringend erforderlich, um  optimale Ergebnisse zu erzielen. Fast fünf 


Verschnittene Flügelnase wegen zu kalten Drahtes
Styroporplatten fanden auf diesem Wege die Abkürzung in den gelben Sack, bis sauber geschnittene Flügel und Leitwerke die Maschine verließen. Das hat mit der Mechanik und Elektronik von Modellbau Letmathe allerdings nichts zu tun, die funktionierten immer einwandfrei, es mussten zunächst lediglich Erfahrungen im richtigen Umgang damit gesammelt werden. Die dann erzielbaren Ergebnisse lassen sich hingegen sehen: die Oberfläche ist gleichmäßig glatt, es gibt keine Riefen mehr.
So ermutigt, probierte ich das Schneiden eines Deltaflügels, der bekanntermaßen wegen der großen Unterschiede in den Flügeltiefen innen und außen eine besondere Herausforderung an das Schneiden stellt:
·         Wurzeltiefe 400 mm, Außentiefe 100 mm, Halbspannweite 480 mm, Endleiste um 5 cm nach hinten gepfeilt
·         Profil  innen NACA 0010, außen NACA 0015
·         Beim Programm Profili Pro ist ein gleichmäßiger Abbrand durch den Draht von 1 mm voreingestellt. Alternativ kann er auch für den Wurzel-und Außenbereich individuell eingegeben werden. Unter den gegebenen Umständen stellte ich für die Außenrippe den Wert auf 2 mm.
Die Styroporplatte musste ich fast ganz nach vorn schieben, damit der Flügel in den Schneidbereich der Anlage passte, die Spannung wuchs. Wie gehabt, verrichteten die vier Achsen sauber ihre Arbeit. Die Überraschung war groß, als ich den Kern entnahm: auch hier keine Riefenbildungen, lediglich im Außenbereich wurde die Platte wegen des langsamen Abbrandes immer rauer. Also kann die Maschine selbst bei dieser Anwendung gegenüber dem manuellen Schneiden deutlich punkten.
Der Draht wird sauber gezogen

Es gibt aber auch noch einen weiteren Vorteil: Wenn man beim manuellen Schneiden mit Schneidrippen arbeitet, müssen diese an der dicksten Stelle des Profils noch eine gewisse Mindesthöhe aufweisen, damit sie sich nicht verbiegen oder gar brechen. D. h. die Styroporplatte muss entsprechend dicker gewählt werden, weil sonst die Schneidrippen daran keinen Halt finden. Für das Schneidergebnis ist das aber verlorenes Material und auch ein unnötiger Kostenfaktor. Durch das Fehlen von Schneidrippen kann die Styroporplatte dünner gewählt werden und ist somit zugleich kostengünstiger.

Ein komplettes Flügelpaar mit rund 1,50m Spannweite
Alles in allem ist das CNC-Schneiden von Styroporflügeln gewiss kein preisgünstiges Vergnügen. Als Zielgruppe sehe ich hier auch eher den engagierten Modellbauer und den gewerblichen Bereich, die mit den dargestellten Komponenten aber professionelle Ergebnisse erzielen können. Für letztere Zwecke beginnen die Lizenzpreise von Profili Pro allerdings bei € 120,00, was angesichts der Preise nahmhafter Spezialsoftware noch immer als sehr günstig anzusehen ist.

Die Außenrippe des beschriebenen Deltaflügels
Speziell die beim Schneiden von stark gepfeilten Flügeln entstehende Oberflächenrauigkeit stellt besondere Anforderungen an die Verklebung der Beplankung. Deshalb werden wir auf dieses Thema in der nächsten Ausgabe  der MFI noch einmal gesondert eingehen.

Bezugsquellen:

Modellbau Letmathe, Am Acker 11a, 33818 Leopoldshöhe, Tel.: 05208/1701 oder 05232/970706, Email: Modellbau-Letmathe@web.de, www.modellbau-letmathe.de
Ing. Büro Winckler, Erlengrund 71, 25761 Büsum, Tel.: 04834-262404834-2624,
Mobil: 0170-20115420170-2011542, www.cnc-winckler.de