Wanhao Duplicator 7: 3D-Druck mit Licht

In der Bastelkammer kommen in der Mehrheit die sehr verbreiteten FDM-Drucker zum Einsatz, bei denen ein Kunststofffilament aufgeschmolzen wird. Doch zuweilen reicht deren Detailierungsgrad von Teilen nicht aus. Entsprechende Druckverfahren, die eine höhere Detailierung und feinere Teile ermöglichen, waren bis vor einiger Zeit nur bei professionellen Druckservice-Anbietern im Einsatz. Doch mittlerweile gibt es für ambitionierte Privatanwender einen vielversprechenden 3D-Drucker mit einem guten Preis-Leistungsverhältnis. Mit dem Wanhao Duplicator 7-Drucker entstehen die Teile aus flüssigem Kunstharz.

 

Der Wanhao Duplicator 7 (D7) arbeitet nach dem Stereolithografie-3D-Druck-Verfahren. Es kann im Gegensatz zu FDM-Verfahren mit einer sehr feinen Auflösung und für das bloße Auge kaum sichtbaren Layer-Stufen die Limitierungen des FDM-Verfahrens umschiffen. Das Ergebnis sind dann Druckobjekte mit ebener Oberfläche, die zudem auch noch sehr klein bzw. filigran sein können. Ideal für die Erstellung von Urmodellen die abgegossen werden sollen oder sichtbaren Teilen, die direkt am Modell zum Einsatz kommen.

Blick auf den D7 mit der oben hängend montierten Druckplatte und der Warmwanne (unten) die auf dem LCD-Screen mit zwei Handmuttern befestigt wird.

Der Wanhao Duplicator 7 mit aufgesetztem Lichtschutz.

Das zentrales Element des Druckers ist sein 5,5 Zoll LCD-Display, welches im Stahlblechgehäuse zusammen mit dem Controllerboard, Schrittmotor für die Z-Achse und Netzteil verbaut ist. Auf das Display wird eine Harzwanne montiert, deren Unterseite mit einer teflonbeschichteten FEP-Klarsichtfolie abgeschlossen ist. Die Druckplatte hängt kopfüber an dem Befestigungsarm, welcher mittels Schrittmotor durch eine Gewindestange hoch- und runterbewegt wird. Damit wird schon klar, dass die Druckobjekte kopfüber entstehen, denn die Druckplatte taucht beim Druck in die mit UV-empfindlichen Harz gefüllte Harzwanne von oben kommend ein und wandert dann bei fortschreitendem Druck Schicht für Schicht wieder hoch. Der unter der Harzwanne befindliche LCD-Screen belichtet das Resin und es härtet an der entsprechenden Stelle den jeweiligen Layer aus.

Um das lichtempfindliche Harz während des Drucks vom Umgebungslicht abzuschirmen, wird ein großer schwarzer Stahlblech-Lichtschutzdeckel während des Drucks auf den Drucker aufgesetzt.

Die Druckdaten und Layer-Bildinformationen werden über einen notwendigen externen Rechner via USB- und HDMI-Port an den Drucker übermittelt. Dieses Setting macht deutlich, dass ein Computer jeweils einen USB- und HDMI-Ausgang benötigt und permanent an den Drucker angeschlossen sein muss, um drucken zu können.

Findigen Tüftlern war aber genau dieses Computer-Drucker-Setting des Wanhao D7, welches eben keinen Stand-alone-Betrieb ermöglicht, ein Dorn im Auge. Denn wer möchte schon seinen Computer über Stunden an den Drucker binden, solange dieser druckt. Und was machen Modellbauer wie ich, die zwar einen Rechner dafür entbehren könnten, aber der Laptop blöderweise nicht über einen HDMI-Port verfügt.

Glücklicherweise gib es eine sehr einfache und verhältnismäßig kostengünstige Lösung, um den Wanhao D7 Stand-alone-fähig zu machen, sie heißt NanoDLP. Dabei handelt es sich um eine kostenlose Host- und Controll-Software, die auf einen Raspberry PI mit WLAN installiert wird und sich über den Webbrowser von jedem Rechner mit WLAN-Anbindung im heimischen Netz nutzen lässt. NanoDLP ist für DLP-Drucker was Octoprint für FDM-Drucker ist. Aus den o.g. Gründen betreibe ich den D7 mit NanoDLP. Wie NanoDLP konfiguriert wird ist hier wirklich gut erläutert.

Der D7 wird über einen RPi 3 (rechts im Bild) mit NanoDLP im Stand-alone-Betrieb genutzt.

Vor und nach jedem Druck ist eine obligatorische Reinigung von Harzwanne und Druckplatte mit Spiritus oder Isopropanol notwendig, um Staub, Schmutz oder Harz-Rückstände zu entfernen.

Um mein Welrod MKII-Modellbauprojekt voranzutreiben, habe ich mir als Druckobjekt ein konstruiertes Welrod-Kleinteil (Fanghebel) ausgewählt, welches ich später evtl. als Zink-Gußteil herstellen möchte. Für diesen Herstellungsprozess wird zunächst ein genaues Ur-Modell gebraucht – genau dafür ist das Druckverfahren des D7 prädestiniert.

Da beim diesem Druckverfahren durch die Bewegungen der Druckplattform in dem zähflüssigen Resin enorme Kräfte am Bauteil entstehen, ist die richtige Bauteilausrichtung und das Anlegen einer zuverlässigen und richtig positionierten Support-Struktur für den Druckerfolg entscheidend. In diesem Artikel ist das sehr gut erläutert.

Ich nutze für das Ausrichten des Modells und das Anlegen des Supports die kostenlose Software B9C .

Die Bauteilausrichtung und der Support wird in der B9C-Software vorgenommen.

Nach den Vorbereiteten Arbeiten in B9C erstellte ich in NanoDLP eine Plate, füllte die Harzwanne des Druckers mit Wanhao Resin Orange und startet den Druck mit einer Layerhöhe von 35 Mü (35 Micron).

NanoDLP: Positionieren des STL-Files auf der Druckplatte.

Einfüllen des Resins in die Harzwanne.

Nach gut 2,5 Stunden war das kleine Teil fertig und sah im Verlgeich zu einem Teil, welches ich mit einem FDM-Drucker aus ABS hergestellt habe, wirklich erheblich sauberer und präziser aus.

Das gedruckte Bauteil sitzt sicher auf der Druckplatte. Nach dem Druck wird das Teil in Isopropanol gereinigt, bevor es unter UV-Licht ausgehärtet wird.

Frisch gedruckt. Das Bauteil nach der Reinigung. Nun wird die Supportstruktur entfernt und das Teil anschließend ausgehärtet. Zu beachten: Die glatte Bauteil-Oberfläche.

Ohne sichtbare Layerstruktur: 35 Mü sind mit dem Auge nicht zu erkennen…

 

Im Vergleich: FDM-Druck (oben)  und STL-Ausdruck mit dem Wanhao D7 unten. Die Druckqualität des D7 überzeugt wirklich.

Nun werde ich zum aushärten von Resin-Druckteilen eine einfache Härtekammer bauen, in der ich eine 25W UV-Lampe nutzen werde.

Soweit aus der Bastelkammer

Horrido und stay tuned.

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IPSC-Training: Digitaler Helfer zur Verbesserung der Abzugskontrolle

IPSC ist eine tolle Schießdisziplin. Sie ist dynamisch und gleichzeitig verlangt sie vom Sportler eine gehörige Portion Präzision. Die Fähigkeit eine Pistole oder ein Gewehr präzise zu schießen ist jedoch eine vergängliche Fertigkeit. Wenn man sie nicht permanent trainiert, wird man diese Fertigkeit mit der Zeit verlieren. Gleiches gilt auch für die im IPSC-Sport wichtigen dynamischen Fertigkeiten wie Ziehen der Waffe, Magazinwechsel, Positionswechsel, Schießen aus unterschiedlichen Anschlagarten, dem Zielwechsel usw. Wer die notwendigen Fertigkeiten nicht immer wieder trainiert, wird im Wettbewerb das Nachsehen haben.

Sowohl die Fertigkeiten für den präzisen Schuss als auch die dynamischen Skills lassen sich gut daheim trainieren. Dazu ist nicht viel nötig: Etwas Zeit – ich wende ca. 15-30 Minuten (täglich) auf, etwas Platz (3 bis 5 Meter reichen), und passendes Equipment. Viele Schützen nutzen ihre eigentliche IPSC-Waffe und machen sogenanntes Dryfire-Training, d.h. die Waffe wird ohne Munition bei den jeweiligen Übungen abgeschlagen. Dies ist eine weit verbreitete Trainings-Variante. Es gibt jedoch immer mehr IPSC-Schützen, die statt des Dryfire-Trainings für das Training abseits des Schießstands auf Airsoft-Waffen und passende Targets zurückgreifen. Der Vorteil liegt auf der Hand: Es wird durch die Airsoft-Blowback-Waffen ein Rückstoß der Waffe simuliert, der zwar schwächer als der vom Original ist, aber dennoch der Realität näher kommt, als dies beim Dryfire der Fall ist. Genauso wichtig ist aber auch das Treffer-Feedback, welches der Schütze durch den Aufprall der Kugeln auf das Ziel erhält. Nicht zu vergessen ist natürlich das erhebliche Einsparpotential an Munition – Plastik BB-Kugeln kosten nur ein Bruchteil von echter Munition. Zudem sind die Targets günstiger als beispielsweise Laser-Trainingssystem-Targets, die auch eine gewisse Verbreitung gefunden haben.

Ich nutze seit geraumer Zeit eine Gasblowback-Airsoft-Pistole und auch einen Gasblowback-Karabiner zum IPSC-Training daheim, um an meinen Fertigkeiten auch außerhalb des Schießstandes kontinuierlich zu arbeiten. Zum Training verwende ich speziell dafür entwickelte 1:3-IPSC-Training Targets der Firma Tactrainers sowie DIY-Nachbauten. Meinen Trainingsparcour selbst baue ich auf den Vorschlägen von Saul Kirschs Buch „Perfect Practice“ daheim im angepassten Maßstab 1:3 im Keller auf. Für größere Distanzen nutze ich hin und wieder auch meinen Garten. Zur Zeitnahme für das dynamische Training kommt die Shot Timer Pro App auf meinen Smartphone zum Einsatz, denn damit werden die Schüsse der Airsoft-Waffen zuverlässig erkannt.

Wie Eingangs erwähnt nutzt alle Schnelligkeit nicht viel, wenn die Schusspräzision nicht passt. Über die Targets beim Live-Fire-Training und die Airsoft-Tactrainers-Targets bekommt man schon ein gutes Feedback, um dann im Training gezielt an seiner Verbesserung arbeiten kann. Doch es bleiben immer Unwägbarkeiten bei der Suche nach Fehlern. Ist es das fehlerhafte Visierbild, ein schlechter Anschlag oder mangelnde Abzugskontrolle? Um den möglichen Fehlerquellen auf die Spur zu kommen und um an diesen dann im Sinne einer Verbesserung gezielt arbeiten zu können, ist meiner Meinung mehr Feedback als nur ein Einschussloch oder Treffer auf das o.g. Trainigstarget nötig. Beim Präzisionsschießen ist die Abzugskontrolle wohl der wichtigste und zugleich schwierigste Aspekt. Gerade wenn es um das Schießen mit der Pistole geht. Denn dadurch, dass die Pistole so klein und kurz ist, und nur an einem Punkt fixiert ist, überträgt sich jede Bewegung gleich auf die Visierung – dadurch schleichen sich Fehler ein.

Was also kann man machen, um seine Abzugskontrolle zu verbessern, wenn man in der zeitlich so kurzen Periode zwischen Anschlag und Schussabgabe sein Handling der Waffe beim Abziehen nicht wirklich überprüfen kann?

Die Antwort kommt in Form eines kleinen Trainingsgerätes, welches mit Bewegungssensoren bestückt ist und an die Waffe montiert wird. Dieses Gerät sammelt die Daten der verbauten Sensoren und funkt sie in Echtzeit via Bluetooth an das eigene Smartphone, auf dem eine App werkelt, die die Informationen in nützliche Informationen für den Schützen umwandelt. Dieses System heißt MantisX. Ich habe mir dieses System beim deutschen Händler bestellt, doch leider ist die Lieferzeit mit knapp vier Woche sehr lang. Daher hat mir das Unternehmen netterweise ein Leihgerät zum Testen zur Verfügung gestellt. Meine bisherigen Erfahrungen mit MantisX beim täglichen Training daheim und auch beim Training auf dem Schießstand werde ich folgend etwas näher beleuchten.

 

Lieferumfang: Eine einseitige Anleitung, ein Sticker und MantisX in einem soliden Pelicase.

Gut untergebracht: MantisX und USB-Lagekabel im Pelicase.

 

 

Das Handling von MantisX

MantisX-Einheit auf einer WE Gforce Glock 19-Airsoft-Pistole zum Training daheim. Hier im Einsatz und Test mit einem Android-Phone. Die MantisX-Einheit ist direkt an die Picantinny-Rail am Frame montiert.

MantisX ist absolut einfach in der Handhabung. Es wir einfach an die Picatinny-Montageschiene der Pistole oder des Gewehrs montiert. Wer an seiner Pistole keine entsprechende Rail hat, der kann direkt bei MantisX Picatinny-Rail-Magazinboden-Halterungen für seine Waffe bestellen, die statt des Werksmagazinbodens am Magazin montiert werden. Diese Halterungen eignen sich auch gut für IPSC-Training mit Holster.

Für Schooter die mit einer Airsoft-Pistole trainieren und einen 3D-Drucker besitzen, habe ich eine Picatinny-Magazinboden-Montagen für KWA/KSC Airsoft Glock-Magazine konstruiert. Damit kann dann MantisX auch mit geholsteter Waffe genutzt werden, um dynamisches IPSC-Training durchzuführen. Hier geht es zu der STL-Datei zum Download. Diese Montage sollte idealerweise aus ABS oder Nylon gedruckt werden, da dies Material am widerstandsfähigsten ist. Als Infill habe ich aus Stabilitätsgründen 80-100 Prozent gewählt.

3D-CAD-Modell des eigens konstruierten KSC/KWA Magazinbodens mit Pictinny-Rail für die Befestigung der MantisX-Einheit.

Der konstruierte Magazinboden wird im Slicer für den Druck passend ausgerichtet.

Der Magazinboden ist aus ABS fertig gedruckt.

KSC/KWA-Glock 19 Airsoft-Magazin: Der gedruckte Magazinboden (grau) ersetzt den Ursprünglichen (schwarz).

KSC/KWA Glock 19 Airsoft-Magazin mit gedrucktem Magazinboden und montiertem MantisX.

Ansicht von der Rückseite des KSC/KWA-Magazins. Gut zu erkennen ist die USB-Ladebuchse der MantisX-Einheit.

KSC/KWA GLock 19 Airsoftpistole zum IPSC-Training mit montierter MantisX-Einheit am Magazin.

MantisX montiert am Magazin der KSC/KWA Glock 19 Airsoft-Pistole. Diese Montageart ist geeignet für das IPSC-Training mit Holster.

Nachdem man die MantisX-Einheit an der Rail befestigt hat, drückt man den kleinen Knopf an der Unterseite, bis die LED dauerhaft grün leuchtet. Anschließend startet der Schütze die MantisX-App auf seinem Smartphone (Bluetooth muss eingeschaltet sein) und verbindet die App per „CONNECT“-Taste. Und dann kann es mit dem Training auch schon losgehen.

Ist der Akku leer (Der Akku hält bei mir gut und gerne eine Woche bei regelmäßiger Nutzung (30 Min/täglich)) blinkt die LED. Mit dem mitgelieferten Micro-USB-Ladekabel lädt man MantisX mit einem USB-Ladegerät in ca. 3h auf.

 

Die Nutzung von MantisX

MantisX misst grundsätzliche Mikrobewegungen kurz vor dem Abziehen bis circa 300 Millisekunden danach. Das System ist so entworfen, dass es in zahlreichen Schießszenarien und mit gängigen Waffentypen arbeiten kann. D.h. von Dryfire über Livefire bis hin zu CO2-Systemen wie Luftdruck- und Airsoft-Waffen.

Startbildschirm der MantisX-App.

In „SETTINGS“ werden vor Beginn des eigentlichen Trainings die Einstellungen vorgenommen.

Ich nutze die MantisX App-Version 2.4.5. Über den Menü-Punkt „SETTINGS“ werden zunächst die Grundeinstellungen wie Waffentyp, Schusshand, Montageposition des Sensors usw. vorgenommen. Anschließend wechselt man in den „TRAIN“-Bereich. Dort stehen neun unterschiedliche Modi zu Verfügung, diese sind:

  • „Open Training“: In diesem Mode kann man sein eigenes Training tracken
  • „MantisX Benchmark“: 10 Schüsse, es wird die Präzision und die Zeit festgehalten
  • „Timed Benchmark“: So schnell und präzise wie möglich schießen. 5, 8 oder 10 Schuss
  • „Compressed Suprise Break“: Auf IPSC-Tonsignal so schnell und präzise wie möglich Abziehen
  • „Reload, in Battery“: Schnelles Nachladen und einen präzisen Schuss abgeben
  • „Reload, out of Battery“: Ungeladene Waffe nachladen und einen präzisen Schuss so schnell wie möglich abgeben.
  • „Reload, Tactical“: Taktische Nachladen und ein präziser Schuss.
  • „Primary Hand Only“: Schießen nur mit der starken Hand.

Die neun Modi sind in erster Linie für statisches Training vorgesehen. Für dynamisches IPSC-Training nutze ich lediglich den Modus „Open Training“.

Teil-Übersicht zu den verfügbaren Trainingsmodes in der App.

Unterschiedliche Trainingsmodi: Die App hält z.Z. neun unterschiedliche Modes zum Training bereit. Hier ist der „Compressed Suprise Break“ zu sehen. In acht Modes sind Anleitungsvideos eingebunden – das macht es sehr anschaulich.

 

Das Feedback von MantisX

Ist man im Trainings- oder im History-Modus, stellt MantisX drei unterschiedliche Datenvisualisierungsmodi zur Verfügung – das Shot-Chart mit dem Kreis, ein Movement Chart mit Linien- und Balkendiagramm und den Bewegungstracker mit einem Fadenkreuz. Damit lässt sich das aufgenommene Geschehen bei Schussabgabe ansehen und analysieren.

Der History-Screen der MantisX-App.

Das MantisX Shot Chart zeigt in den rot markierten Bereichen die Abzugsfehler-ausprägung und -richtung an.

Fehlerinterpretation und Tips von MantisX zu Abzugsfehlern sind in der App integriert.

Ein weiteres Beispiel, wie MantisX zu bestimmten Fehlerbildern Verbesserungstips gibt.

Unter den Charts, die während des Trainings anwählbar sind, finde ich das Shot-Chart für meine Zwecke am wenigsten hilfreich, denn es zeigt eigentlich immer Fehler an, obwohl ich tatsächlich keine merkliche Bewegung im Handgelenk zeige, bekomme ich das Feedback „Breaking Wrist up“. Aber für Anfänger ist das Chart sicherlich eine gute Hilfe, um Abzugsfehler zügig beheben zu können.

Welche Charts ich hingegen sehr hilfreich finde sind die beiden weiteren Screens. Denn jeder Schütze weiß, dass Bewegungen die man während des Haltens und beim Abziehen macht, den größten Einfluss auf die Präzision haben. D.h. die Minimierung der Bewegung ist der Schlüssel zum guten Treffer. Das Movement Chart zeigt einem die relative Höhe der Bewegung für jeden Schuss an – sowohl für das Halten als auch für das Abziehen. Je näher man an der Mittellinie ist, desto weniger Bewegung wird getrackt und der Score ist am höchsten.

Mit diesem Chart ist beispielsweise gut die Haltebewegungsdauer (blau) und die Abzugsdauer (gelb) abzulesen.

Aus meiner Sicht am wertvollsten ist die Darstellung des dritten Charts. Denn dort werden die tatsächlichen Bewegungen eines jeden Schusses nachgezeichnet. Die grüne Linie zeigt die Millisekunden vor dem Abziehen. Gelb ist die Bewegung während der Betätigung des Abzugs und die rote Linie zeigt den Bewegungsverlauf nach dem der Schuss gebrochen ist. In dem Chart sind somit alle relevanten Informationen vereint. Idealerweise will man die grüne und die gelbe Linie eng beieinander haben. MantisX zeigt einem, wie sich diese Beziehung tatsächlich verhält. D.h. langsames Anlegen mit einem konzentrierten Fokus auf die grundlegenden Schießfertigkeiten bringen grün und gelb sowohl auf dem Screen als auch auf dem Schießspiegel zusammen. Schnelles Schießen hingegen zeigt sich in einer größeren Ausdehnung von grün und gelb und letztlich vermutlich auch auf dem Spiegel.

Sehr aussagekräftig: Das Movementchart zu jedem abgegebenen Schuss in der MantisX-App.

Ergebnis-Analyse eines dynamischen Trainingsdurchlaufs – hier Ziehen aus dem Holster. Deutlich ist die lange Anhaltephase (blau) zu erkennen. Beim Abziehen ist die Waffe leicht nach rechts gewandert.

Fazit

Insgesamt bin ich von den Feedbackmöglichkeiten und den damit transparent werdenden Trainingsfeldern begeistert.

Die Hardware macht einen soliden Eindruck und ist bisher ohne Fehlfunktionen in Betrieb gewesen. Prima ist, dass MantisX die App regelmäßig durch Updates verbessert und damit zukunftssicher macht.

Nun ist es nur noch an dem Schützen selbst – also mir, seine Fertigkeiten bei der Abzugskontrolle mit dem System stetig zu Trainieren. D.h. das Feedback von MantisX zielgerichtet zur persönlichen Verbesserung einsetzen – ob nun beim heimischen Training oder auf dem Schießstand. Bisher habe ich das System daheim zusammen mit meiner Airsoft-Pistole genutzt. Aber auch auf dem Schießstand kam MantisX zum Einsatz, um an meinen Fertigkeiten zu arbeiten.

Auch auf dem Schießstand kommt MantisX zum Einsatz. Hier an einer Glock 17 auf 25 Meter.

Aus meiner Sicht sind die knapp 175 Euro für das Trainings-System gut angelegt. MantisX kann man z.Z. in Deutschland nur über www.kl-strategic.com beziehen. Der Firma danke ich für die Leihstellung des Testgerätes.

 

Horrido und stay tuned.

 

Nachtrag (25.10.2017)

Offensichtlich sind elektronische Trainingshilfen für den Schießsport gerade sehr angesagt. Ich bin kürzlich auf ein System namens KINETIC gestoßen, welches auf dieser Website angekündigt wird. Es handelt sich dabei im Kern offensichtlich um drei Bewegungssensoren, die an Ober- und Unterarm sowie Hand getragen werden und ihre Bewegungen via Bluetooth an einen Rechner senden. Mehr als diese Infos findet man z.Z. auf der Website von KINETIC nicht.

Diese Video scheint aber KINETIC im Test zu zeigen:

Also, man darf gespannt sein. Ich halte die diesbezüglichen Entwicklungen im Auge.

Update (30.10.2017)

Es wurde bei youtube erneut ein Video veröffentlicht, in dem das System beim IPSC-Training testweise eingesetzt wird. Das sieht schon interessant aus. Allerdings bleibt noch offen, wie es das Training mit welchen Informationen tatsächlich sinnbringend unterstützen kann.

Hier das Video:

IPSC: DIY Training Targets für daheim

Der IPSC Schießsport kann ziemlich ins Geld gehen – besonders was die Kosten für die großkalibrige Munition im Rahmen des Trainings angeht.

Ein sehr gängige und erheblich kostengünstigere Variante ist das Training mit einer Airsoft-Pistole. Gerade wenn es um Themen wie die Verbesserung beim Ziehen, präziser und schneller Zielwechsel, Schießen aus unterschiedliche Positionen, üben des Magazinwechsels oder verschiedene Startpositionen geht, so können diese Dinge in den eigenen vier Wänden gut mit einer Airsoftpistole und passenden verkleinerten IPSC-Zielen trainiert werden.

An geeigneten Airsoft-Pistolen dürfte es hierzulande keinen Mangel an Auswahl geben. Aber bei passenden IPSC-Targets zum sinnvollen Training wird die Auswahl schon merklich kleiner. Dank Internet kann jeder aber auch über die Landesgrenzen bei der Suche nach guten Trainings-Zielscheiben fündig werden. Meine Recherchen führten mich zum Hersteller Tactrainers. Das US-Unternehmen bietet zum Beispiel IPSC Classic Popper und Classic IPSC Targets im Maßstab 1:3 an.

Original Tactrainers IPSC Training Targets.

Das Besondere an diesen Zielscheiben: Sie sind aus solidem Stahlblech hergestellt, die A-Zone ist beweglich ausgeführt, so werden entsprechende Treffer deutlich hörbar. Durch die Stärke des verwendeten Blechs ist eine dauerhafte Trainingsnutzung hervorragend möglich. Der Nachteil ist allerdings, dass die Anschaffungskosten inkl. der anfallenden Transportkosten nach Deutschland recht hoch sind. Das brachte mich auf die Idee, über eine kostengünstigere DIY-Alternative nachzudenken. Auf Basis der Tactrainer-IPSC-Scheibe habe ich eine Musterscheibe konstruiert, die leicht mit der heimischen CNC-Fräse herzustellen ist. Anschließend braucht es nur noch eine kleine Kantbank und schon ist man mit seinem eigenen IPSC-Hometraining Target fertig. Basis für die Scheiben ist 1,5mm starkes Stahlblech.

Alternativ ist sicherlich auch ein Target im 3D-Druck herstellbar – die Frage der Widerstandsfähigkeit bei Beschuss mit 6mm BBs müsste dann mal ausgetestet werden – vermutlich ist ABS oder PC das Material der Wahl in solche einem Fall.

CAD-Modell des DIY-Training-IPSC-Targets. In türkis ist die bewegliche A-Zone zu erkennen. Das Target besteht aus zwei Blechteilen.

Die Rückansicht auf das CAD-Modell. Die A-Zone wird einfach nur eingehängt.

Ein erstes, noch handgeschnittenes Target-Muster aus 0,8mm Stahlblech habe ich in kurzer Zeit an der Werkbank hergestellt und auch gleich einmal auf Eignung getestet. Abgesehen von der Verformung des relativ dünnen Bleches (ich habe aus 4 Meter Entfernung geschossen) hat sich das simple Design sehr bewährt.

Aus 0,8mm Stahlblech entsteht der Prototyp in Handarbeit. Links ist eine 1:1-Papierschablone für den Zuschnitt zu erkennen.

Für die A-Flächen-Aussparung habe ich die Konturen abgebohrt.

Prototyp wird bearbeitet: Die A-Zone ist für den beweglichen Teil freigemacht.

Der Prototyp ist gekantet und die bewegliche A-Zone ist eingehängt.

DIY-IPSC 1:3-Prototyp Target ist frisch lackiert.

Nun werde ich mal meine Fräse programmieren und passendes Blech beschaffen und vielleicht auch mal ein Target aus ABS drucken…

 

Horrido und stay tuned!

Modellbau: Welrod MK II Nachbau

Technischer Modellbau ist eine meiner ganz großen Bastel-Leidenschaften. Angefangen von der Konstruktion über den Prototypenbau, der Optimierung bis hin zur Fertigung mittels unterschiedlicher Technologien macht diese Art des Modellbaus für mich spannend – besonders wenn es um den Nachbau von historischen Gerätschaften geht. Denn dann lernt man im Rahmen der nötigen Recherchen nicht nur etwas über die technische Seite von Dingen, sondern auch über die Zeit-Geschichte.

Schon seit meiner Kindheit sind die technischen Details und unterschiedlichen Konzepte von Handfeuerwaffen ein Feld, welches mich wegen seiner Diversität fesselt. Ob nun frühe Steinschloss-Gewehre, hoch anspruchsvolle und mit unter komplizierte Pistolenkonstruktionen bis hin zu Verschlusstechnologien die über das vergangene halbe Jahrhundert immer weiter verfeinert wurden – alles technische Finessen, die man entdecken kann. Dabei ist es als Modellbauer natürlich spannend auszuprobieren, ob sich diese feinmechanischen Konstruktionen nicht mit eignen Mitteln nachbauen lassen – natürlich unter strikter Einhaltung der Gesetze. Wenn man über den heimischen Tellerrand schaut, so bin ich mit diesem Hobby nicht alleine. Besonders in Japan gibt es eine größere Modellbau-Szene, die genau dies macht. In heimischen Werkstätten entstehen sogenannte Modelguns  – als nicht schussfähige Abbilder echter Waffen. Die Modellbauer setzen dabei von Pappe über Kunststoffe bis hin zu Aluminium und Messing eine ganze Bandbreite unterschiedlicher Materialien ein – die aber eines gemeinsam haben: Sie sind ungeeignet für den Bau von schussfähigen Waffen.

Vor einigen Jahren habe ich ebenfalls begonnen, mit kleineren Projekten vorbildgetreue Abbilder zu bauen. Mein STGW 42 Projekt mit unterschiedlichen Griffstücken habe ich hier ausführlich dokumentiert.

Seit dem ist viel Zeit ins Land gegangen. Über die vergangenen Monate ist bei mir dann die Idee gereift, einmal einen kompletten Nachbau anzugehen. Grundüberlegung war es, so viele Teile wie möglich zunächst als Druckobjekte herzustellen – um sowohl die Funktion als auch die Verwendbarkeit für ein Modell aus Aluminium und Messing zu prüfen.

Als Nachbau-Objekt wollte ich zunächst klein anfangen. Also entschied ich mich für ein Pistolen-Modell. Aber in Natura gibt es so viele Vorbilder. Aus meiner Sicht musste es also es etwas werden, was noch nicht so geläufig ist, um auch für spätere Betrachter interessant zu sein. Nach vielen Recherchen entschied ich mich für den Nachbau einer Welrod MK II Pistole. Das Ausschlaggebende war, dass sie wenig bekannt ist und von der Mechanik einige interessante Aspekte aufweist.

 

Es geht los

Nach einigen langen Abenden war klar, dass es zu der Pistole kaum technische Dokumentationen im Internet gibt. Dennoch konnte ich eine brauchbare Schnittzeichnung im Internet ausfindig machen. Solche eine Zeichnung war für mich eine gute Grundlage, um mit der CAD-Konstruktion der einzelnen Bauteile zu beginnen. Mehrere Wochen dauerte es, bis ich alle Teile am Rechner konstruiert hatte. Die virtuelle Montage der Einzelteile half, Maßunterschiede und Konstruktionsfehler beim Nachkonstruieren zu beheben.

Dann ging es an den Druck. Wieder brauchte es mehrere Wochen, um mit meinen beiden Druckern die einzelnen Modell-Teile aus PLA und ABS zu produzieren. Nach dem Druck wurde gefeilt und gebohrt, um die Druckteile zueinander passend zu bekommen, denn alle Teile waren nur mit geringen Toleranzen konstruiert. Die nötigen Toleranzen wollte ich in einem zweiten Schritt aus dem erstellten Prototypen-Modell ableiten, um dann die CAD-Konstruktion anzupassen und hinterher Pläne zu erstellen, damit ich die Teile aus Alu und Messing herstellen kann.

 

Hier mal ein Einblick in den derzeitigen Stand des Projekts:

 

Virtuell montiert: Das selbst konstruierte CAD-Modell.

Blick in das Innere: Dank CAD kann die Konstruktion virtuell geprüft werden.

Drehstück aus PLA.

Auch das Gehäuse ist aus PLA entstanden.

Der Auszieher ist aus PLA gedruckt.

Das Raststück ist aus ABS gedruckt.

Der Bolzen ist aus ABS gedruckt.

Bolzen und Halterast…

Die Abzuspalten aus ABS auf de Druckbett.

Stehend gedruckt: Der ABS-Verschluss.

Seitenansicht des aus ABS gedruckten Verschluss.

Verschluss von unten.

Das teilzerlegte Modell…

Voll zerlegte Modelgun aus Druckteilen (es fehlen noch einige Teile). Lediglich das Blech-Magazin ist aus einer alten japanischen Modelgun.

Draufsicht auf das montierte Modell von oben. Der Verschluss ist geschlossen.

Blick auf den Verschluss. Der gedruckte Auszieher und Bolzenkopf sind gut erkennen.

Der Verschluss ist offen. Zu erkennen ist die aus ABS gedruckte Dummy-Round.

 

Derzeit fehlen mir noch einige wenige Teile (Dämpferteilt, Abzug). Diese werde ich noch drucken. 

An dieser Stelle berichte ich dann hoffentlich bald wieder.

 

Horrido und stay tuned.

Schmelz- und Härte-Ofen: Nachrüstung einer Temperatursteuerung

Naber Schmelz- und Glühofen

Vor einigen Wochen war meine Freude riesig, als ich einen intakten Industrie-Schmelz- und Härte-Ofen der Firma Naber gegen eine Kiste Prosecco eintauschen konnte.

Das aus dem Jahre 1976 stammende Gerät ist ideal, um beispielsweise Aluminium, Zinn, Zink oder Messing zu schmelzen oder Werkzeugstähle wie z.B 115 CrV3 (Silberstahl) zu härten und anzulassen.

Aber gerade Härten und Anlassen erfordern eine exakte Temperatur – beim Naber-Ofen war allerdings nur eine prozentuale Temperatureinstellung über die Stromzuführung möglich. Im Praxisfall hätte dies bedeutet, immer wieder die Glüh- und Anlassfarben zu kontrollieren. Dies erschien mir zu unpraktisch. Da es online mittlerweile günstig zuverlässige Temperatursteuerungen mit entsprechenden Sensoren zu kaufen gibt, habe ich mich entschieden, eine solche Steuerung nachzurüsten.

Nach einiger Recherche entschied ich mich für diese PID-Steuerung mit dem Hochtemperatur-Sensor (bis 1.200°C), SSR und Kühlkörper – zusammen bezahlte ich inkl. Versand ca. 35,- €. Für ein passendes Gehäuse mit Anschlussbuchsen kamen noch einmal ca. 20,- oben drauf.

Die Einzelteiler der Steuerung. Rechts sieht man den 1200 °-Temperatursensor.

Display des Steuerungsgerätes.

Der Temperatur-Sensor. Die Leitung ist mit einem Hitzeschutzgeflecht abgeschirmt.

Im Gehäuse brachte ich neben der Regeleinheit das SSR mit Kühlkörper sowie eine 230V-Steckerbuchse unter.

Probepositionierung der Bauteile der Steuerung…

Passende Aussparungen sind leicht zu bewerkstelligen.

Verkabelung der Steuerungsbox ist fertig. Rechts oben ist die Steuerungs zu sehen. Links oben ist das SSR mit Kühlköper. Unten sieht man die 230V Steckerbuchse, an die der Ofen angeschlossen wird.

Für den Sensor baute ich eine kleine Halterung aus Al-Blech, die den Sensor über dem Belüftungsloch des Ofens in Position hält. Die Halterung ist am Gehäuse mit Kapton-Tape befestigt.

Sensorhalterung aus Alu-Blech.

Der Temperatursensor ist durch die Belüftungsöffnung in den Brennraum geführt.

Der Temperatursensor ragt in den Brennraum hinein.

 

Zur Zeit habe ich eine einfache On-/Off-Steuerung programmiert, PID ist aber auch möglich. D.h. es wird derzeit ein Soll-Wert eingestellt und die Steuerung schaltet solange den Ofen an, bis die Soll-Temperatur erreicht ist. Eine Hysterese von +/-1 °C bestimmt den Toleranzschaltwert.

Die Steuerung funktioniert…

… und der Ofen wird geregelt heiß… (Das Ist Display funktioniert richtig, nur die Kamera fängt nicht alle Ziffern ein, liegt an der Bildwiederholungsfrequenz).

Mit dieser Konfiguration habe ich in den ersten Tests gute Erfahrung gemacht. Um auf eine Temperatur von 810 °C (ist die Härtetemperatut von Silberstahl) zu kommen, benötig der Ofen ca. 38 Minuten. Die Steuerung schaltet dann bei 811° ab, bzw. bei 809° wieder ein, um die eingestellte Soll-Temperatur zu halten. Die Schaltfrequenz ist dank der sehr guten Isolierung des Ofens (Außentemperatur liegt bei ca. 35°C an der Oberfläche des Ofens) sehr niedrig.

Mal sehen, ob ich nun mal mit der PID-Steuerungsmöglichkeit experimentiere…

 

Horrido und stay tuned!

Heated Build Chamber für 3D-Drucker

Eigentlich funktionieren Drucke mit ABS und Polycarbonat in meinem Prusa I3, den ich in einem eigens dafür gebauten Gehäuse betreibe, gut. Aber so richtig große Teile aus ABS und PC habe ich bisher nicht gedruckt. Aus dem was ich bisher zu großen Druckobjekten und warping Effekten gelesen habe, haben mich dazu bewogen, das Gehäuse in eine Heated Build Chamber umzurüsten.

Idee

Idee der Umrüstung ist es, zur Beheizung einen Haartrockner zu nutzen, der über einen Temperaturcontroller die Wärme im Gehäuse reguliert. Der Haartrockner, der an der Rückseite des Gehäuses montiert sein soll, bläst dabei warme Luft nach innen. Um die Luft gleichmäßig zu verteilen, wird der Luftstrom mittels einer Art Prallplatte beim Eintritt in das Druckergehäuse verteilt.

Material

Für das Upgrade des Gehäuses beschaffte ich mir einen 2300W Haartrockner, eine 230V Temperatursteuerung und konstruierte eine Halterung und die besagte Prallplatte und druckte beide Teile aus ABS.

Die Einzelteile: 2300W Haartrockner, gedruckte Montagehalterung mit Parkplatz und 230V Temperatursteuergerät.

Umsetzung

In die Wartungsklappe des Druckergehäuses bohrte ich mittels Lochsäge ein entsprechend dimensioniertes Loch. Daran befestigte ich die Haartrockner-Halterung inkl. der Prallplatte. Das Temperatursteuerungsgerät montierte ich auf die Gehäuseoberseite, nachdem ich auch dafür eine passende Halterung konstruiert und gedruckt hatte.

Mit einer Lochsäge wir das nötige Loch in die Wartungsklappe eingebracht.

Die sogenannte Prallplatte wird aus ABS gedruckt.

An die Haartrockner-Montagehalterung (links) ist eine Prallplatte (rechts) montiert, um die einströmende Luft im Druckraum zu verteilen.

Die Prallplatte verteilt die einströmende Luft gleichmäßig.

Die aus ABS gedruckte Haartrockner-Halterung ist an die Wartungsklappe montiert.

Innenansicht: Blick auf die Rückseite der Prallplatte (graues Teil im Hintergrund).

Der Haartrockner ist an seinem Arbeitsplatz.

Testbetrieb

Der erste Testlauf lief eigentlich problemlos. Die eingestellte Temperatur von 48°C wird gehalten. Allerdings sitzt die Plexiglasscheibe durch den Luftstrom im Heizbetrieb nicht richtig gut in der Halterung. Daher muss ich mir wohl eine schwerere Tür aus Holz mit kleinem Sichtfenster und Luftdruckventil bauen.

Der 230V Temeperaturcontroller bei der Arbeit. Die Soll-Temepratur ist auf 48°C eingestellt. Fällt die Temperatur unter 46°C, wird der Haartrockner durch die Steuerung angeschaltet und bei erreichen der Soll-Temperatur wieder abgeschaltet.

Die Druckkammer ist jetzt über 45 °C warm.

Ein Test mit laufendem Drucker bei einer dauerhaften Zieltemperatur von 50°C  ist nun der nächste Schritt.

 

Soweit aus der Bastelkammer

Stay tuned und horrido…

Selbstgebauter Einbauschrank

FERTIG! Es fehlen nur noch die Türknäufe...

Ausreichend Stauraum ist nicht zu unterschätzen. Da ist es doch schön, wenn man eigentlich nicht wirklich nutzbaren Raum, z.B. unter einer Dachschräge mit einem Einbauschrank füllen kann.

Auf einer Gesamtlänge von knapp sieben Metern unterhalb einer Dachschräge sollte ein Einbauschrank daheim entstehen. Anforderung: Über zwei Ebenen sollten DIN A4 Aktenordner untergebracht werden können. Zudem sollte die Schrankfläche durch Türen den Inhalt unsichtbar machen.

Rein konstruktiv musste der etwas unebenen Dachschräge Rechnung getragen werden. D.h. über die Länge musste der Einbauschrank in gewissen Grenzen veränderbar sein, um eine möglichst gute Anpassung hinzubekommen. Darum entschied ich mich für eine Art Modulbauweise aus einem einheitlichen Korpus mit gleichbleibender Breite. Lediglich das letzte Schrankelement wurde mit individueller Breite offen gebaut – dort finden die Drucker ihre Heimat.

Zunächst baute ich eine Schmiege aus Holz, um die Dachschräge an unterschiedlichen Stellen abzunehmen und ein einheitlich verwendbares Schrägmaß zu finden. Anschließend ging es an die Konstruktion des Korpus. Das Schrankelement ist aus beschichteter 19mm Spanplatte hergestellt. Die 35mm-Topscharniere und Trapezverbinder sind aus dem Baumarkt. Die Plattenelemente sind mittels 4x50mm Senkkopfschrauben fest miteinander verschraubt.

3D-Modell des Schranks: Vier Teile sind nötig - und zwei Türblätter.

3D-Modell des Schranks

3D-Modell mit Türen.

3D-Modell mit Türen.

3D-Modell wird bemaßt...

3D-Modell wird bemaßt…

Nach Fertigstellung der Konstruktion schloss sich der Bau eines Prototypen an, um im Vorwege unnötige Kosten zu vermeiden.

Anforderung: DIN A-4-Ordner müssen auf beiden Ebenen untergebracht werden können.

Anforderung: DIN A-4-Ordner müssen auf beiden Ebenen untergebracht werden können.

Prototyp ist fertig.

Prototyp ist fertig.

Sieht schon einmal gut aus: Prototyp an Ort und Stelle.

Sieht schon einmal gut aus: Prototyp an Ort und Stelle.

Da der Prototyp passte, bestellte ich anschließend beim Holzhändler für den Bau der übrigen Elemente Holzplatten in den passenden Maßen. Umleimer ließ ich gleich vom Händler an den entsprechenden Kanten der beschichteten Span-Platten anbringen.

Knapp 250 kg Spanplatte wird vom Holzhänder abgeholt...

Knapp 250 kg Spanplatte wird vom Holzhänder abgeholt…

An einem Samstag ging dann die Serienfertigung der Teile los: Zusägen der Seitenplatten, Topfsenkungen in alle Türblätter bringen. An den beiden folgenden Tagen montierte ich die Schrankelemente vor Ort sukzessive zusammen. Es folgte Ausrichtung der Element zueinander, Montage der Türen und letztlich Sichtkante mit Acryl-Masse füllen.

Schrägen werden zugesägt.

Schrägen werden zugesägt.

Topfschaniersenkungen werden mit einer Vorrichtung gebohrt.

Topfschaniersenkungen werden mit einer Vorrichtung gebohrt.

Nützliches Hilfsmittel: Senkvorrichtung für Topfschanier-Bohrung.

Nützliches Hilfsmittel: Senkvorrichtung für Topfschanier-Bohrung.

Die Schrankelemente werden vor Ort zusammengebaut.

Die Schrankelemente werden vor Ort zusammengebaut.

Der Einbauschrank nimmt Formen an...

Der Einbauschrank nimmt Formen an…

Eingereiht: Die einzelnen Elemente sind an Ihrem zukünftigen Platz.

Eingereiht: Die einzelnen Elemente sind an Ihrem zukünftigen Platz.

Ausgerichtet und nun verbinden der Elemente untereinander.

Ausgerichtet und nun verbinden der Elemente untereinander.

Topfscharnier wird fest verschraubt.

Topfscharnier wird fest verschraubt.

Das offen gestaltete Schrankelement ist schmaler. Es bietet den beiden Drucker genug Platz.

FERTIG! Es fehlen nur noch die Türknäufe...

FERTIG! Es fehlen nur noch die Türknaufe…

Update vom 11.3.17:

Mittlerweile sind diese Türknäufe allesamt angebracht…

Türknäufe aus Steingut/Keramik.

 

Schrank mit den montierten Knäufen.

 

Horrido und stay tuned.