Flugzeuge aus dem Drucker

Es gibt immer wieder Situationen, in denen ein Modellflieger für seine Fluggeräte eine Komponente konstruieren oder gar ein eigenes Modell herstellen möchte. Aber nicht alle haben das Talent oder die Zeit dafür. Anderen fehlt es am Platz und an den Holzbearbeitungsmaschinen, oder sie fürchten den Staub, wenn sie in der Wohnung arbeiten.

Wer weiss, vielleicht ist das dreidimensionale Drucken ein Ausweg? Ein dreidimensionaler Printer ähnelt einem grösseren Computer-Drucker. Aber das Gerät bringt nicht nur eine Schicht Tinte an, sondern legt Dutzende oder Hunderte von dünnen Schichten eines Materials aufeinander, bis ein dreidimensionaler Gegenstand entstanden ist. Dazu wird das Material im Druckkopf thermisch oder mit Laserstrahlen erhitzt, verflüssigt und aufgetragen. Auf diese Art werden Architekturmodelle gebaut, in den USA beginnen Zahntechniker, Gebisse herzustellen. Mit einem 3D-Verfahren hergestellte Brillengestelle und Schmuck gibt es bereits zuhauf.

Auch ein erstes Modellflugzeug: Ein Team der Universität Southampton in England hat kürzlich Sulsa, ein ausschliesslich in einem 3D-Druckverfahren hergestelltes Flugzeug in die Luft gebracht. Es weist eine Spannweite von 2 Metern auf, ist auf eine Geschwindigkeit von 180 km/h ausgerichtet und könnte als Drohne eingesetzt werden. Also kein Spielzeug. Der zehnminütige Testflug erfüllte alle Erwartungen.

Die Planung und der Bau hätten lediglich 5 Tage gedauert, erklärt Projektleiter James Scanlan. Das aus Nylon gefertigte Modell besteht aus nur 4 Teilen. Obwohl beweglich, wurden die Ruder in einem Arbeitsgang mit den Tragflächen hergestellt. Die Flügel sind elliptisch – eine Form, die sehr

effizient, aber schwierig herzustellen sei. Im 3D-Druck aber sei dies kein Problem gewesen, so Scanlan.

Für industrielle Anwendungen gibt es 3D-Drucker seit 20 Jahren. Weil die Geräte inzwischen zuverlässiger und billiger wurden, dringen sie langsam in den Hobbybereich vor. Drei-Dimensionen-Drucker funktionieren wie Roboter. Es ist faszinierend zu sehen, wie sie einen Gegenstand völlig selbstständig herstellen. Dabei entstehen weder Abfall noch Staub, nur ein leises Surren liegt in der Luft. Die Produkte kommen praktisch fertig zum Drucker raus und benötigen wenig Nachbearbeitung.

Es stehen Dutzende von Materialien zur Verfügung: Eine Akku-Rutsche aus Gold? Ein Propeller aus Titan? Am 3D-Drucker soll es nicht liegen, nur vielleicht am Portemonnaie. Für Modellbauer dürfte deshalb der günstige Allerwelts-Plastik ABS (Acrylnitril-Butadin-Styrol) im Vordergrund

stehen. ABS lutschten wir schon als Kinder und es nannten Lego. Es ist ein Drittel schwerer als Flugzeugsperrholz, je nach Druckrichtung elastisch oder bocksteif. ABS lässt sich schleifen, leimen, mit Kohlefasern verstärken und mit Bügelfolie überziehen oder lackieren.

Im 3D-Verfahren lassen sich Formen herstellen, die mit Holz kaum möglich sind: Hohlräume, Gewinde, Getriebe oder Kugellager. Dünne Rippen sind ebenso machbar wie starke Motorplatten. Vorstellbar ist ferner, mit ABS Negativformen fürs Tiefziehen oder sich ein Spezialwerkzeug herzustellen. Um Gewicht zu sparen, können Strukturen wabenartig gebaut werden. Sie sind leicht und erstaunlich stark. 3D-Drucker stellen alles her, was sich zeichnen lässt. Handelsübliche Drucker für ABS arbeiten mit einer Genauigkeit von 0,1 Millimetern. Gegenstände müssen mindestens 1 Millimeter dick sein. Technisch ist die maximale Grösse unbegrenzt, aber Drucker für grosse Formate sind teurer. Ein Einsteigermodell wie der chinesische Up! kostet rund 1000 Dollar und gestattet Formate bis 10 cm. Der Rapman ist ein für viele Hobbyzwecke ausreichendes und bewährtes Modell, das bis zu 27 cm druckt und ab 1800 Franken zu haben ist. Tüftler finden im Internet günstigere Opensource-Printer, die man zusammenbauen und modulartig erweitern kann. Stichworte zum Suchen sind Reprap, fab@home oder Bukobot.

Für den Anfang benötigt man allerdings keinen eigenen Drucker, denn fast in Zürich wurde

kürzlich 3D-Model, der erste Schweizer Shop für dreidimensionales Drucken, eröffnet. Diesem sendet man mit einer E-Mail die Zeichnung und holt sich später das Werkstück ab. 3D-Model möchte auch bei der Entwicklung von Ideen zur Seite stehen und Kurse anbieten, wenn die Nachfrage besteht. Die junge Firma vertreibt zudem Drucker mehrerer Produzenten. Ein weiterer Anbieter ist 3D-Prototyp in Stans. Geschäftsführer Marcus Bieri hat bereits Erfahrung mit Modellbauern und der Flugzeugindustrie. Er sieht seine Stärke in der Umsetzung von drucktechnisch anspruchsvolleren Projekten. Schliesslich ist die belgische Firma i.materialise zu erwähnen, die sich mit 1000 Mitarbeitern zu den grössten 3D-Druckern Europas zählt. Bei ihr kann man einen Entwurf vor dem Druck online auf Fehler untersuchen und vor der Bestellung den Preis berechnen lassen. Leider überzeugen weder Preis, noch der Support noch die Lieferfristen.

Zuvor muss man dem Printer allerdings erklären, was er herstellen soll. Das Zeichnen von dreidimensionalen Gegenständen erfolgt ausschliesslich im Computer. Das Vorgehen ähnelt jenem von flachen CAD-Objekten, ist aber wegen der zusätzlichen Dimension komplexer. Für den Einstieg eignen sich kostenlose, auf Laien ausgerichtete Programme. So etwa Sketch-up; diese Software ist populär, wurde aber für die Architektur entwickelt und stösst, wenn es um Details geht, an Grenzen. 123d stammt von Autodesk, dem Marktführer für technische Software. Das Programm lässt keine Wün-

sche offen, kompliziertere Werkstücke benötigen jedoch viel Übung. Am besten arbeitet man sich gleich zu Beginn durch alle Funktionen durch. Danach ist es lehrreich, Musterbeispiele herunterzuladen und zu verändern. So erlebt man, wie sich eine Manipulation auswirkt. Erst nach dieser frustrierenden Phase sollte man sich an eigene, anspruchsvolle Projekte wagen. YouTube hält

zahlreiche Tutorials über das Programm bereit, aber die ersten Schritte sind und bleiben zum Verzweifeln. Hat man jedoch die Startschwierigkeiten überwunden, ist das dreidimensionale Zeichnen ein Erlebnis. Die Visionen des 3D-Drucks gehen dahin, dass dereinst im Internet eine Bibliothek von im Flugmodellbau häufig benötigten Teilen zur Verfügung steht; Teile, die man

sich herunterladen und mit einigen Mausklicks an eigene Vorstellungen anpassen kann. Auf diese Weise ist das Getriebe (Bild) entstanden. Schon jetzt ist es möglich, Gegenstände zu fotografieren und fast automatisch in einen 3D-Print zu verwandeln. So wurde eine Motorplatte kopiert (Bild) und gedruckt – während ich am Fliegen war.