Orion 65

[Roland K.]

Jedes Boot hat ja so seine Geschichte. Die Mali eine recht erfolgreiche. Aber das Boot ist auch eigen und speziell. Ich habe viele Fragen bekommen warum für 3.0 so wenig geändert wurde....
Ja eigentlich ist das Boot gut so wie es ist und jede Änderung hätte den Grundcharakter nicht beibehalten also wurde nur ganz moderat an den Schwächen gearbeitet.
Chines sind so eine Modeerscheinung, mögen funktionieren aber die neuen Boote sehen dadurch alle sehr ähnlich aus, logisch weil gleiche Ideen oft zu gleichen Ergebnissen führen, aber auch langweilig ....
Darum war ich bisher immer sehr glücklich das die MaLi eben keine Chines hatte, sich aus der Masse heraushebt und zeigt das es auch anders geht.

Aber: wir bauen Regattaboote, keine Scalebauten. Also wenn man mit Chines nun ein deutlich schnelleres Boot bauen könnte heiligt der Zweck die Mittel. Ausserdem gibt es eine Frage die mich schon seit Anfang an rumtreibt, ist die Rockerlinie nun das Geheimnis oder wäre das Boot mit ner anderen Variante evtl noch schneller? So wurde ja schon 2010 ein Alternativentwurf gezeichnet: viewtopic.php?p=1059#p1059

Und nun haben die Diskussionen um Tobis Nuraghe mich zumindest Neugierig gemacht: um solche Fragen zu beantworten wird also auf Basis der 3.0 ein Boot mit Chines entwickelt. Mal sehen wer am Ende die Nase vorn hat

Erste Entwürfe sehen so aus:

nicht von den schicken Computerbildern täuschen lassen. Das sind nur ganz grobe Entwürfe mit vielen Fehlern die beseitigt werden müssen. Und auch vom Design ist es nur ein Rohentwurf. Aber es zeigt mal wo die Richtung hingeht. Erstaunlich ist schonmal das bei dem hier schnell hingehauenen Entwurf am Ende die gleichen Daten für Verdrängung, benetzte Fläche und LCB rausgekommen sind wie bei der Mali.
Für Krängungsberechnungen fehlt noch das Tool aber erstmal gar nicht so schlecht finde ich.

[VeitHAM]

moin,

Du hast das Maximum der Rockerlinie - und damit den Hauptspant - rel. weit nach hinten verlegt.
Gert Mentges empfielt für schlanke M-Boote den Hauptspant auf 60% / 40% zulegen; das hast Du wohl.
Der Ein-/Aus-trittswinkel Bug/Heck soll 5 - 8° Bug und max 15° Heck betragen. Mit 40mm Tiefgang bei der alten mali werden diese Winkel knapp.
Ich würde die Völligkeit des Hauptspants mit > 75% nehmen und den Cp knapp unterhalb 0,56 nehmen.
Diese Kombi bringt bei mir in freeship eine geringe benetzte Fläche.
Cp > 0,56 ist nur für den Wellenwiderstand nahe Rumpfgeschwindigkeit günstig. Bei den kleinen RG ist der Wellenwiderstand aber gegenüber der Reibung sehr nachrangig.
Der Riß läßt sich eigentlich nur optimieren, wenn man die Wasserlinien im Regelzustand des Bootes betrachtet, also bei Krängung. Wie man ein Boot in freeship dreht, habe ich - glaub ich - mal kurz beschrieben.
Ich spreche hier lieber von Drehen statt Krängen, weil ich mit dem Drehen den Längstrimm nicht korrigiere.
Das ist für Vergleichszwecke auch nicht zwingend erforderlich.

Viel Spaß, Gruß Veit

[Roland K.]

So nach einer Weile Pause ist der Entschluß gefallen hier doch weiterzumachen. Nach wie vor stört mich das die "Chinebooote" optisch alle recht ähnlich aussehen, aber mein Testfahrer hat mich überzeugt, glaubt an das Design und deswegen wird das Boot jetzt mal als Prototyp gebaut.

Ich habe noch ein wenig an den Linien gezupft, Fehler eliminiert und doch noch ein wenig mehr Mali Gene verstecken können. Auf den Photos werden die Unterschiede wahrscheinlich gar nicht richtig rauskommen aber da stecken von der letzen Version bis jetzt noch einmal 8 Stunden PC-Arbeit drin, aber seht selbst, weiter gehts dann hier mit dem Baubericht.

Gruß Roland

[VeitHAM]

moin,

sieht zwar nicht aus wie ein Segelboot,
aber als Rennziege sicher vielversprechend.

Gruß Veit

[Roland K.]

Tja dann mal weiter im Text mit der Rennziege Ich dachte ich gebe mal einen Blick hinter die Kulissen des CNC Fräsens im Modellbau , kommt ja immer mehr in Mode aber die Vorstellungen darüber sind z.T. doch recht ungenau.

Das Boot ist für mich ein Prototypdesign und muss erst einmal zeigen ob/was es kann.
Die erste Form muss daher nicht perfekt sein. Trotzdem will ich natürlich die über die letzen 3 Jahre gebaute CNC Fräse nutzen. Bei der Form führen ja viele Wege nach Rom, Urmodell fräsen und Abformen, Positivform komplett fräsen und Abformen oder Negativform fräsen etc. Alles hat seine vor und Nachteile.

Ein Rumpfurmodell zu bauen wie bei den Malis kam nicht in Farge, letzlich ist es am Ende doch zu viel Arbeit mit Bau der Form, Trennebene etc. Man kann so sicher eine Form mit Top Oberfläche bekommen aber das ist mir erstmal nicht so wichtig, v.a. auch da das Boot eh lackiert werden soll. Wozu eine topspiegelnde Oberfläche erzielen wenn dann als erstes vor dem lackieren das Schleifpapier gezückt wird.

Also nächste Option: man kann mit der Fräse sehr schön ein Positiv Modell gleich mit Trennebene fräsen.
Das lässt sich dann direkt abformen, man spart sich ein wenig Aufwand. Das setzt aber eine genaue Fräse voraus weil beide Hälften gefräst werden und nach dem Abformen natürlich passen müssen. Die Oberfläche wird auch gut und wenn man sauber eintrennt kann man sogar mehrere Formen hintereinander abformen. Für Serienproduktion oder auch nur wenn eine Form verschlissen ist sicher eine gute Option, geplant habe ich das für die MaLi 3 so dass wenn alles klappt Arne und ich nacheinander eine Form vom gleichen Urmodell bauen können.

So etwa sieht das dann als komplettes Urmodell aus, natürlich einmal linke und einmal rechte Seite. Das wird dann direkt abgeformt und man bekommt die verwendbare Negativform. Schöne Methode aber aufwändig, erst fräsen und dann doch nochmal "klassisch" eine Form bauen.

Also Variante 3: direkt die Negativform fräsen. Erscheint eigentlich ertst einmal am logischsten. Wenn man schon Fräsen kann dann doch am besten direkt das was man haben möchte. NUR so einfach ist das nicht. Das Material einer Form muss ja einiges aushalten. Also kann man die nicht aus Schaumstoff fräsen.
Holzwerkstoffe wie MDF gehen, verziehen sich aber doch immer irgendwann. Alu? Wär super aber das ist für eine kleine Zuhausefräse dann doch eine Nummer zu groß, abgesehen davon das so ein Materialblock aus Alu nicht grade ein Schnäppchen ist.
Zum Glück gibt es Kunsttoffe, z.B. unter dem Namen Ureol bekannt die gut geeignet sind. Gut zerspanbar aber trotzdem ausreichend fest um eine vernünftige Oberfläche zu bekommen. Die Standzeit ist sicher nicht so lange wie bei einer aus Harz gebauten Form aber für einen Prototyp macht das ja nix.
Noch ein Nachtiel gibt es zu erwähnen: in der konkaven Form kann man viel "blöder" schleifen als aussen auf dem Positiv. Es ist also schwerer eine perfekt glänzende Oberfläche zu bekommen (die purzelt nämlich aus keiner Fräse, dazu später mehr), aber auch hier: macht nix, soll eh lackiert werden.

Also Material gefunden (Danke nochmal an Torti der mir eine gute Quelle für das Ureol verraten hat ), Ziel: Negativform fräsen. Auf ins Abenteuer, ist nämlich für mich auch das erste Mal. Dafür musste natürlich erstmal im CAD der Bootsrumpf ein ein Modell der Form umgewandelt werden. Das sieht dann so aus:

Das wars erstmal für heute, als nächstes gibts mal einen kleinen Einblick in die Planung/bzw. Erstellung der Fräsdaten....

[Torti]

Aus meiner Incognito-Form habe ich schon 8 Rümpfe gezogen...ohne Verschleiß der Form.
Da gehen ein paar Rümpfe...

[Roland K.]

Danke Torti und umso besser, dann können ja evtl sogar ein paar mehr Rümpfe rauspurzeln
Zum Schreiben ist grad nicht so viel Zeit, kommt aber noch. Dafür durfte die Fräse gestern Arbeiten, hier mal ein Vorabbild, soweit ganz OK aber an der Programmierung ist noch was zu verbessern. Das wird dann an der zweiten Hälfte getestet.

[Roland K.]

So Zeit für eine kleinen Exkurs übers Fräsen. Das soll kein Kurs zum lernen werden aber ein kleiner Eindruck welche Arbeitsschritte nötig sind.
Nochmal zur Erinnerung: aus dem Boot haben wir im CAD eine "Form" gebastelt. (download/file.php?id=4323&mode=view)

Nun soll die Fräse das umsetzen. Kann sie natürlich nicht einfach so aus dem Bild. Die Fräsen werden in der Regel über eine eigene Programmiersprache gesteuert, nennt sich G-Code. Das sind also kleine Programme die in die Steuerug der Fräse geladen werden. Die Fräse führt dann die Anweisungen aus (und zwar ganz genau, egal was da steht......).

Hier mal ein aktuelles Beispiel der zweiten Formhälfte: Seht ihr die beiden schwarzen Dellen in der Bildmitte? Einmal beim Programmieren nicht aufgepasst, eine Begrenzung zu weit nach links gelegt und schon fährt der Fräser mit Vollspeed nach unten, die Abdrücke sind von der Spindel... hier gings noch glimpflich ab, nur der Fräser abgebrochen (25 Eur im Müll), das Modell nicht beschädigt bzw. nur an der Kante, darum einmal kurz Harz drauf gespachtelt und weiter gehts. Das sind nur kleine Flüchtigkeitsfehler aber man merkt dabei immer wieder das es einen guten Grund hat warum Zerspaner ein Beruf ist und man als Hobbyfräser da noch eine Menge zu lernen hat Wenns blöder läuft fährt man auch schonmal aus versehen quer durchs Modell und kann von vorne anfangen.

Aber zurück zum Ablauf. Man braucht also ein Programm für die Fräse, das sagt ihr fahre Richtung X, Richtung X, Spindel nach oben etc. zweidimensionale Teile programmieren die Profis oft mal eben so. Aber für komplexere Dinge braucht man ein Hilfsprogramm: nennt sich CAM, damit gehts im nächsten Beitrag weiter...

[Roland K.]

Eine Bootsform ist ja ein komplexes dreidimensionales Teil und die Fräse soll das nun wie ein Bildhauer herausarbeiten. Also laden wir unsere Datei ins CAM:

Nun muss der Fräser ausgewählt werden. Ein kleiner dünner Fräser ist gut für Details, aber es dauert natürlich ewig bis das ganze Fertig ist. Auch schafft der Fräser nicht auf einen Schlag das ganze Material in einem Schritt weg. Deswegen muss man erstmal "Platz schaffen" effektiverweise mit großem/dickem Fräser. Dann muss man natürlich noch festlegen wie schnell der Fräskopf fährt und wie schnell die Spindel dreht. Diese Parameter müssen zum Fräser und zum Material passen. Fährt man zu schnell und der Fräser schafft das nicht weg bricht er ab. Fährt man zu langsam wird nicht mehr geschnitten, das geht so weit das man in Holz mit zu schneller Drehzahl und langsamer fahrt schöne Rauchwolken erzeugen kann, Reibung erzeugt Wärme...
Je härter das Material desto dünner die Schicht die man abnehmen kann, darum dauert es auch in Alu viel länger als hier in Ureol. In Alu schafft meine Fräse max. 2mm mit 8mm dickem Fräser, hier in Ureol habe ich 10 mm Fräser und 5 mm Schichtdicke genommen, wahrscheinlich geht da auch noch mehr aber sind ja die ersten versuche mit dem Material. Dann gibt es auch noch verschiedene Strategien wie gefräst werden kann, da ins Detail zu gehen führt aber wohl zu weit und ist auch nicht so spannend. Um also mal wieder anschaulicher zu werden unser Rohmaterial sieht ja ersteinmal so aus:

Dann müssen wir wie gesagt mit dickem Fräser Platz schaffen (fürs Bild hier mal bewusst "grob" eingestellt):

Das fräsen dauert hier für diese Form dann ca. 1 Stunde, man nennt das auch Schruppen, mal so als Eindruck kleines Handyfilmchen:
https://www.youtube.com/watch?v=bGJ95pTa9Xo

Edit: Youtubelink eingefügt

[Roland K.]

Als nächstes kommt die Feinarbeit. Damit die Oberfläche glatt genug wird kann der Fräser immer nur ein kleines Stückchen zur Seite fahren. Das ist der Unterschied beim 3D fräsen wie hier zur Bearbeitung von einfachen geometrischen Formen. Wenn ich eine plane Fläche glattmachen will kann ich die ganze Fräserbreite nutzen, aber gerade in einer Negativform wie hier hat der Fräser immer nur winzigen Kontakt zur Oberfläche. Die Bahnen sind hier z.B. 0.1 mm seitlich versetzt zueinander. Je näher dran desto feiner wird das Ergebnis. Je kleiner die Details desto dünner muss auch der Fräser sein. Wenn man eine Kante mit Radius 3 mm gezeichnet hat dann passt da z.b. ein 6 mm Fräser ja gar nicht rein. Aber mit dünnerem Fräser dauert es wieder länger. Er trägt weniger ab und man kann auch nicht mehr so schnell fahren weil der dünne Fräser sonst anfängt zu vibrieren und evtl abbricht.
Man muss auch hier also den richtigen Kompromiss aus Material, Zeitaufwand und dem gewünschten Ergebnis finden.
Ich habe hier einen 4 mm Fräser zum Schlichten (so heisst der zweite Arbeitsschritt) genommen, Laufzeit war um 5 Stunden. Das ist noch recht kurz, bei größeren Modellen oder höheren Ansprüchen an die Oberfläche kommen da z.B. bei den Flugmodellbauern auch mal Nachtschichten ins Spiel (Bei Tortis M Boot meine ich irgendwas um 19 Stunden gelesen zu haben ....) . Die Fräse arbeitet zwar alleine aber aus dem Haus gehen sollte man nicht, ab und an muss man schon schauen ob noch alles OK ist. Ich muss mir also immer überlegen ob ich auch genug Zeit habe das Programm zu starten. Zur Arbeit gehen und Fräse machen lassen geht leider nicht ...
In der Simulation sieht das dann so aus:

Kommt dem Modell schon näher. Die Holzreste in den Kanten zeigen mir wo noch Material stehengelieben ist. Da müsste dann ein dünnerer Fräser her (oder nochmal aus einer anderen Richtung drüber), lohnt sich aber hier nicht, der Rest wird kurz mit Schleifpapier abgezogen dann passt das schon.

Hier nochmal ein Handyfilmchen, das ist nicht das echte Schlichten sondern war nur ein Materialtest (noch mit dem dicken 10 mm Fräser). Aber als Eindruck vom Schlichten und den kleinen Seitenschritten reichts denke ich, das schaukelt sich dann ein paar Stunden hin und her...: https://www.youtube.com/watch?v=hMrMfZxuZf4

Als nächstes muss die Oberfläche glatt gemacht werden und noch ein paar Details rein die nicht in der Zeichnung enthalten sind. Das geht aber viel schneller direkt im CAM Programm als im CAD. Planen fürs Fräsen hat deswegen auch immer den Designprozess gleich mit drin. Dazu mehr später, für heute reicht es erstmal. Als Abschlussbild um zu zeigen wo wir noch hinwollen ein neues Bild der 1. Hälfte, mittlerweile einmal kurz mit 1200 ausgeschliffen und dann mit Harz ausgewischt. Ein paar kleine Kratzer sind drin, stört mich aber nicht, die werden einfacher von aussen am fertigen Rumpf weggeschliffen. Das bleibt so und ist bereit zum wachsen:

Edit: Youtubelink eingefügt