Schiffsmodelle mit 3D-Druck

Schiffsmodellbau und 3D-Druck

Als Experten im Schiffsmodellbau mit über 40 Jahren Erfahrung haben wir die Möglichkeiten neuer Technologien wie dem 3D-Druck erforscht.

Hier konzentrieren wir uns auf die Herstellung moderner Schiffe, also Repliken von Schiffen ab dem 19. Jahrhundert, als Schiffe bereits aus Stahl und anderen Kunststoffen gebaut wurden. Zuvor bestanden Schiffe aus Holz, daher müssen auch Repliken aus Holz gefertigt werden.

Für die Herstellung eines Modells, sei es ein Segelboot, eine Motoryacht, ein Handelsschiff oder ein anderer Schiffstyp, gibt es zwei wesentliche Teile: den Rumpf und den Rest des Schiffes. Der Rest umfasst Masten, Segel, alle Elemente des Schiffsdecks, Anker, Ketten usw.

Die von uns durchgeführten Tests dienten der Nachbildung des Schiffsrumpfes; in unserem Fall testeten wir dies mit einem Modell der Beneteau Oceanis 411.

Wir hatten ein Treffen mit einem Unternehmen in Barcelona, ​​Spanien, das sich auf den 3D-Druck von Bauteilen spezialisiert hat, und standen außerdem in Kontakt mit Experten von HP in Sant Cugat del Vallès.

Als Erstes erklärten sie uns, dass für jeden Druckvorgang eine G-Code-Datei (.gcode) benötigt wird. Diese gibt dem Drucker die Anweisungen, was und wie gedruckt werden soll. Um diese Datei zu erhalten, müssen Konstruktionsprogramme verwendet werden, die .stl-Dateien generieren, welche anschließend in .gcode konvertiert werden. Es gibt drei Möglichkeiten, die Konstruktion zu erstellen und die .stl-Datei zu erhalten:

- Manuelle Erstellung anhand der Werftpläne, Eingabe aller Rumpfabmessungen und Vernetzung des Endergebnisses.

- Import von Plänen aus anderer Software wie AutoCAD oder ähnlichen Programmen. Importe sind aufgrund kleinerer Fehler und/oder Sprachunterschiede zwischen den Programmen nie fehlerfrei und erfordern eine manuelle Überprüfung der finalen Konstruktion.

- Erstellung eines ersten Holzmodells durch einen unserer Modellbauer und Scannen des Rumpfes mit einem 3D-Scanner. Auch 3D-Scanner sind nicht perfekt, daher ist eine manuelle Überprüfung des Endergebnisses unerlässlich.

Wichtig ist auch zu beachten, dass 3D-Drucker – wenn auch selten bei Bootsrümpfen – manchmal zusätzliche Verstärkungsbereiche für bestimmte Teile drucken müssen. Dies ist notwendig, wenn ein sehr empfindliches Bauteil benötigt wird, was in unserem Fall aber nicht zutrifft.

Nun müssen wir entscheiden, ob wir ein Einzelstück oder eine Serie (z. B. 30 Stück) fertigen möchten. Die Fertigung eines Einzelstücks ist sehr teuer, da die Vernetzung des Rumpfes durch eine Person mehr als einen Monat Arbeit in Anspruch nimmt. Wie Sie sich vorstellen können, können die Kosten allein für diese Arbeit laut Experten bei rund 3.000 € liegen.

Die dritte Option erscheint sinnlos, da es keinen Sinn macht, den Rumpf zu drucken, wenn wir ihn bereits manuell gefertigt haben, oder?

Daher bleibt uns die zweite Option, vorausgesetzt, wir haben die Pläne bereits im Dateiformat. Es ist jedoch anzumerken, dass keine einzige Werft Pläne für ihre Modelle anbietet (nicht einmal gegen Gebühr). Man erhält höchstens einen Plan und/oder eine Seitenansicht im PDF-Format. Daher ist auch diese Option recht kompliziert.

Wenn wir eine Serie von Booten bauen wollten, könnten wir Option 1 oder Option 3 in Betracht ziehen. Die erste Option haben wir bereits besprochen; die dritte Option, das 3D-Scannen eines selbstgebauten Holzmodells, würde (laut Experten) 2.000 € kosten.

In unserem Experiment haben wir einen von uns gefertigten Holzrumpf der Beneteau Oceanis 411 mithilfe eines 3D-Druckunternehmens scannen lassen. Wir brachten das Holzmodell dorthin, und nach 40 Tagen teilten sie uns mit, dass der 3D-Scan abgeschlossen sei. Sie mussten viele Stunden in die Nachbearbeitung des Rumpfnetzes investieren, da der Scanner nicht perfekt war (wenn das Endergebnis nicht perfekt ist, entspricht es nicht unseren Qualitätsansprüchen). Sie nannten uns einen Preis von 3.500 €.

Nachdem die .gcode-Datei fertiggestellt war, wurde ein Testdruck durchgeführt und uns das Endergebnis mitgeteilt.

Das Ergebnis zeigte, dass der Rumpf zahlreiche Unregelmäßigkeiten aufwies, die wir gemeinsam mit unseren Modellbauern manuell korrigieren mussten.

Der Test kommt zu dem Schluss, dass der Nachbearbeitungsaufwand für die Korrektur der Unregelmäßigkeiten so hoch ist, dass die Serienfertigung von Repliken mithilfe von Silikonformen und Harzbädern derzeit noch deutlich wirtschaftlicher und effizienter ist.

Wir hoffen, dass sich die Technologie weiterentwickelt, damit wir den 3D-Druck in unsere Arbeit integrieren können.