3D-Objekte im gewünschten Massstab
selbst produziert

Voraussetzungen

In diesem Teil geht es um die Frage:
Wie komme ich zu meinem gewünschten Modell in meinem Massstab.

Die folgenden Ausführungen fussen auf dem Massstab 1:87 für H0.
Für andere Massstäbe müssen die Abläufe auf den gewünschten Massstab adaptiert werden.
Für kleinere Massstäbe sind dabei unbedingt die früher im Beitrag angeführten Grössen-Einschränkungen zu beachten.

Ohne Masse geht es nicht

Es gibt eine unbeschränkte Menge an möglichen Vorgehensweisen um zu einem Selbstbau-Modell zu kommen. Eines aber benötigen wir immer: Abmessungen (Grössen).
Je mehr originale Grössen uns zur Verfügung stehen, desto besser.

Im besten Fall liegen uns bemasste Unterlagen vor.
Andernfalls müssen wir uns die wichtigsten Abmessungen am Original beschaffen oder anderweitig recherchieren.

Um ein Objekt auf Grund der vorhandenen Masse erstellen zu können, benötigen wir mindestens drei Angaben:
• eine Länge,
• eine Breite
• eine Höhe.
• Falls Hohlräume vorhanden sind, benötigen wir als viertes Mass die (Wand)-Dicke.

Egal, auf welchem Weg wir unsere Grössen erhalten, müssen diese in einem zweiten Schritt auf Grund der Regeln des 3D-Drucks angepasst werden.

Zur Erinnerung:
• Durch den Druckraum vorgegebene maximale Objektgrösse;
• Breite mindestens 1,5 × Düsenöffnung;
• Überhänge über 45 Grad vermeiden.
• Zum Drucken müssen wir unser Gesamtobjekt allenfalls in Teilobjekte aufteilen.

Mir hilft es hier, wenn ich das Gesamtobjekt grob in 3D skizziere.
Oftmals sind dabei bereits die vorzusehenden Teile erkennbar und ich muss mir nur noch Gedanken machen, welche Verbindungstechnik ich wählen will.

Verbindungstechniken

PLA lässt sich leider relativ schlecht kleben. Mit üblichen Plastik-Klebern funktioniert das nur eingeschränkt.
Die Verklebung Stoss auf Stoss funktioniert deshalb schon mal nur mit grossen Flächen.
Die stabilsten Klebe-Ergebnisse erreiche ich bei PLA mit Sekundenkleber.

Wir planen also mit Vorteil eine konstruierte Verbindung der Teil-Objekte.
Am Besten sind wir bedient, wenn neben der stabilen Verbindung, auch gleich noch ein Ausrichten der Teile erreicht wird.

Dabei stehen uns zur Verfügung:
• Anschlag (lange Ecken)
• Loch / Zapfen eckig (wenn möglich nicht quadratisch!)
• Loch / Zapfen rund (wenn möglich immer zwei, versetzt)

Schwalbenschwanzverbindungen würden zwar eine sehr gute Verbindung ermöglichen, machen aber Probleme beim Druck, weshalb ich sie nur dort nutze, wo der Druck senkrecht erfolgen kann.
Abhängig von deren Funktion, hat sich bei stabilen Verbindungen eine Differenz von 0, oder dann von  0,05 – 0,1 mm zwischen Öffnung und Nocken als gut erwiesen.

Eigene Projekte planen und umsetzen

Vorgehen bei vorhandenen Original-Massen

Ist ein Modell vorhanden, welches wir duplizieren wollen, oder für das zusätzliche Teile hergestellt werden sollen, können wir die Masse am Modell abnehmen. Das hat den Vorteil, dass die Massstabs-Umrechnung wegfällt.
Sind nur Originalmasse vorhanden, rechne ich diese in den gewünschten Massstab um.
Nach dem Anpassen der Masse in Hinsicht auf die Druckregeln, nehme ich die Planung, wie oben beschrieben, an die Hand.

Arbeiten mit bemassten Plänen

Liegen bemasste Pläne vor, rechne ich die angegebenen Grössen in den gewünschten Massstab um und übertrage sie auf eine Plankopie.
Reichen die Daten zum Bau des Objektes aus, wechsle ich ins CAD-Programm und beginne mit der Konstruktion.
Ist dies nicht der Fall, wähle ich den Weg, auf der Basis eines Bildes oder Planes die Masse zu erhalten.

Masse erarbeiten aus unbemassten Vorlagen

Liegen mir zu wenige oder gar keine originale Masse vor, kann ich auf dem Weg über Fotografien oder unbemasste Pläne an die Grössen gelangen.
Um aus einem Bild oder einem Plan rückwirkend Masse generieren zu können, benötige ich lediglich ein Referenzmass in der Vorlage. Das heisst, eine Grösse, welche mir bekannt ist oder die ich recherchieren kann.
In Frage kommen hierfür Türen, Fenster, die Grösse einer Person, eines Fahrzeugs, die Höhe von Zäunen und so weiter. Dies können auch Grössen gemäss Architektur-Normen sein.
Wichtig ist einzig, dass für das Referenzobjekt reale Grössen bekannt sind.

Über eine Bildbearbeitungs-Software kann ich bei entsprechendem Vorgehen Masse auslesen. In Freecad ist dies allerdings sogar direkt möglich, indem ich ein Bild als Hintergrund-Ebene einfüge und es in die richtige Grösse bringe.

Grössen über ein Bildbearbeitungs-Programm erhalten

Ich zeige den Ablauf am Beispiel eines Hauses an der Bahnlinie in Erstfeld.
Um die Originalmasse zu erhalten benötige ich wie beschrieben eine Referenzgrösse.
In unserem Fall wähle ich die Breite der Haustüre (98 cm). Zwar schwanken die Grössen alter Türen etwas, aber vor Allem in der Breite sind das vernachlässigbare reale 1-2 cm.

Zu Beginn lade das Bild in ein Bildbearbeitungs-Programm. (bei mir PSP)
Um mir die Umrechnungsarbeit zu ersparen, ändere ich die Anzeigegrösse des Bildes (Zu finden im Bereich Grössenänderung/Druckgrösse) von 72 Pixel/Zoll auf 100 Pixel/cm um. Dabei lasse ich die Bildgrösse unbedingt gleich.

Im Bild ziehe ich nun einen Auswahlrahmen in der Türgrösse auf und erhalte 36 × 75 Pixel.
Das Bild selbst hat eine Grösse von 391 × 402 Pixel.
Und nun ist alles eine Frage des guten alten Dreisatzes:
(402 Pixel × 98 cm) / 36 px = 1094 Pixel (10,94 cm).
Also verändere ich nun auch die Grösse des Bildes auf eine Breite von 1094 Pixel. Das Grössenverhältnis des Bildes muss dabei unbedingt beibehalten werden.

Auf dem so veränderten Bild kann ich jetzt alle Grössen mit Hilfe eines aufgezogenen Auswahlrahmens auslesen.
In unserem Fall sind das bei der Haustüre konkret 98 ×211 Pixel, was realen 98 cm Breite und 211 cm Höhe entspricht.

Grösse an Hintergrund-Bildern im CAD-Programm erhalten

Sind mir einige Masse bekannt, kann ich auch direkt im CAD-Programm dreidimensionale Objekte auf einem Hintergrundbild erstellen.

Das alte Holz-Tor beim Bahnübergang bei Grossprächtigen

Unterhalb Gurtnellen liegt an der Bahnlinie das Gut "Grossprächtigen". Dort liegt seit dem Bahnbau von 1881 ein privater Bahnübergang, weil die Bahnlinie das Grundstück durchschneidet.
Sogar das Wohnhaus stand damals der Streckenführung der Gotthardbahn im Weg und wurde versetzt.

Dieser Wegübergang besass bis vor einigen Jahren ein wunderschönes Tor aus Holzlatten.
Dieser Durchgang in Kombination mit dem Drahtzaun, welcher mit Zaunpfählen aus Bahn-Schwellen erstellt ist, schien mir nachbildenswert.
Weil das Tor bereits etwas in die Jahre gekommen und wackelig war, stand es üblicherweise immer offen.
Um es besser fotografieren zu können, habe ich es vorsichtig geschlossen, fotografiert und einige Masse abgenommen.

Mit der Frontalaufnahme des Tores arbeite ich nun im CAD-Programm weiter.
Als Grössen-Reverenz wähle ich den rechten Torpfosten (26 cm × 16 cm × 120 cm in H0 2,99 mm × 1,84 mm × 13,79 mm).
Ich runde diese Werte auf 3,0 mm × 1,9 mm × 13,8 mm und notiere die "Ziel-Grössen" Breite und Höhe.

In einem ersten Schritt lade ich in Freecad das Bild als Hintergrund und notiere mir seine Ausdehnung (X =267 mm; Y = 100 mm).
Um die Grösse des Referenz-Objektes im Bild zu erhalten, ziehe ich einen Würfel in der Grösse des rechten Torpfostens auf.
Diese "Real-Grösse" beträgt 100 mm × 22 mm und wird ebenfalls notiert.
Nun teile ich die Real-Breite durch die Ziel- Breite und erhalte den Verkleinerungs-Faktor.
Anschliessend teile ich die Bild-Breite (X) durch den Verkleinerungs-Faktor.
Dasselbe passiert mit den Höhen und der Bildhöhe Y.
Die neuen, errechneten Bild-Grössen 36,4 mm × 13,8 mm trage ich an Stelle der ursprünglichen Werte ein. (Die Berechnung kann auch direkt in Freecad vorgenommen werden, indem man die angezeigten Masse mit "/Teilungs-Faktor" versieht.)

Das Tor liegt jetzt in der Grösse H0 als Hintergrundbasis vor mir und ich kann darauf die Teile erstellen.
Deren Form und Tiefe entnehme ich meinen Skizzen. Diese haben für die Halbrund-Hölzer des Rahmens einen Durchmesser von 10 cm, und für die senkrechten Gatter-Hölzer einen solchen von 8,5 cm. Bei 10 cm erhalten wir in H0 also 1,15 mm und bei den 8,5 cm 0,98 mm. Gerundet ergäbe das 1,2 und 1 mm.
Das Gatter selbst besteht aus Halbrund-Hölzern, welche oben zugespitzt sind.
Als Torscharnier dient ein Rund-Holz, in welches oben und unten ein Rundstab eingelassen ist. Diese Achsen werden durch abgewinkelte Flacheisen mit Loch festgehalten.
Die beiden Torpfosten haben eine schräge Stütze. Diese haben mit dem Tor selbst eigentlich nichts zu tun, sondern sollen den Zug der Zaundrähte auffangen.

Um beim Druck keine Probleme zu bekommen, teile ich das Ensemble in mehrere Teile auf:
• Innenseite: Träger-Z mit halben Rundholz-Balken Ø 1,2 mm
• Aussenseite: Gatter mit zugespitzten Halb-Rundhölzern Ø 1 mm
• Pfosten links mit schräger Stütze
• Pfosten rechts mit schräger Stütze

Um die Hölzer des Gatterteiles zu einem Objekt verbinden zu können, spendiere ich dem Zaun als flache Basis das Z-Teil der Rückseite mit denselben Ausmassen in einer Dicke von 0,2 mm.
Dadurch erhalten wir gleichzeitig eine Klebefläche um später die beiden Tor-Teile zu verkleben.

Damit bei der Booleschen Addition der Schrägstützen mit dem Pfosten, die Kanten der Teile nicht einfach verschmelzen, füge ich an einem der beiden Objekte bei der gemeinsamen Kante ein Abschrägung von 0,2 mm hinzu. So bleibt eine sichtbare Kante erhalten.

Da ja auch der Zaun weitergeführt werden soll, erstelle ich auch gleich einen Zaunpfahl in der Grösse 3 mm × 1,9 mm × 14,3 mm. Zusätzlich erhält dieser oben noch eine Abschrägung von 120 Grad.
Damit ich später die Drähte für den Zaun schön gleichmässig befestigen kann, nehme ich auf der entsprechenden Höhe beim Zaunpfahl und den Torpfosten noch kleine Rillen weg, in welche später der dünne Kupferdraht eingeklebt wird.
Um die Pfosten beim Montieren gut im Boden verankern zu können, erhalten sie noch einen 3 mm hohen rechteckigen Stecker (2 x 1 mm).

Ein historischer Bahnhofs-Brunnen

Wie bereits angeführt, funktioniert dieses Vorgehen auch mit Plänen als Hintergrundbild.
Diesen Plan in der Grösse 134 mm × 179 mm habe ich als Hintergrund eingefügt, mit den Grössen 440 mm und 1320 mm ein Rechteck (5,0 mm × 15,2 mm) eröffnet und bei der Umrechnung eine errechnete Bild-Breite von 11,56 mm und eine Bild-Höhe von 16,36 mm erhalten.
Auf diesem Hintergrund entstand dann das 3D-Objekt. Kompromisse eingehen musste ich beim Wasser-Hahn und bei den Stützblechen am Fuss.

Um den Brunnen drucken zu können, muss das Modell senkrecht in zwei Teile geteilt werden. Die Schnittflächen sind die Auflageflächen beim Drucken.