Nachbau der Lenkeinheit altes Modell

Anleitung

Gestartet habe ich das Vorhaben Teile der Lenkeinheit für die Carrera Servo 160 Autos nachzubauen mit dem Schwanenhals, weil dieses Teil neben der Lenkungsbrücke am häufigsten verschleißt.

Anschließend habe ich die anderen Teile entworfen und hergestellt, hauptsächlich aus Interesse, ob sich diese Teile gut nachbauen lassen.

In dem nachfolgenden Artikel fasse ich meine Erfahrungen zusammen und verlinke dabei auf die entsprechenden STL- und STP-Dateien zum Nachdrucken.

Schwanenhals (Lenkritzel)

Mit der Herstellung dieses Teils habe ich die Möglichkeiten des semiprofessionellen 3D FDM-Drucks ausgereizt. Die Anforderung beim 3D-Druck im FDM-Verfahren besteht daran, dass das Teil relativ klein und filigran ist und dabei andererseits eine hohe Festigkeit bei gleichzeitiger Bruchsicherheit haben muss. Letztlich wäre eines der zielführenden Herstellungsverfahren das Spritzgussverfahren. Die Formen hierfür kann man auch herstellen und entsprechende Teile fertigen lassen. Allerdings rechnet sich das erst bei einigen hundert oder tausend Teilen. Dies kommt für einen Hobbyisten nicht in Frage.

Für den 3D Druck (FDM Verfahren) im Hobbybereich gibt es etliche Materialien zur Auswahl. In die nähere Auswahl kommt PLA und Nylon. Leider erfüllen beide Materialien nur einen Teil der Anforderungen und ich habe nur im kommerziellen Bereich ein Material gefunden, dass alle Anforderungen erfüllt. Dazu später mehr. PLA ist eigentlich das einzige Material, das für sehr detaillierte Drucke geeignet ist. Neben der Möglichkeit sehr detaillierte Drucke zu realisieren ist das Material auch hart mit einer geringen Flexibilität. Der Hauptnachteil besteht aber darin, dass es spröde ist und bei einer mechanischen Belastung recht schnell bricht bzw. der Abrieb so hoch ist, dass das Zahnrad nicht mehr seine Funktion erfüllen kann. Das für mechanische Teile am besten geeignete Material ist Nylon. Es hat hervorragende mechanische und chemische Eigenschaften und ist trotz Flexibilität aber sehr fest.  Der Nachteil ist aber, dass es sich beim Druck verziehen kann und Fäden zieht, die ein so filigranes Teil unbrauchbar macht. Nylon wäre für größere Zahnräder ideal, aber leider sind die mechanischen Teile der Servo 160 sehr klein.

Um dennoch die Teile preiswert herstellen lassen zu können, habe ich mich entschieden, bei einem Dienstleister produzieren zu lassen, der sich auf die Herstellung von Zahnräder spezialisiert hat. Hier ist der Link zum Online Konfigurator:

Aus meiner Sicht ist das Material iglidur© I3-PL am besten geeignet, da es eine hohe Verschleißfestigkeit und Festigkeit hat. Das gewählte Herstellungsverfahren ist das Laser-Sintern (SLS). Seinerzeit habe ich für ein Teil 3,80 € bezahlt, was durchaus fair ist, da man ab einem Stück bestellen kann.

Dieses hergestellte Teil habe ich intensiv in der Praxis getestet und es hat dauerhaft sehr gut funktioniert. Dennoch könnte das Teil noch besser werden, da bei diesem Herstellungsverfahren bzw. Material die Toleranzen dazu führen, dass das Teil eher zu klein wird. Daher sollte man überlegen, ob man das Teil nicht an den wichtigen Stellen (am Zahnkranz) etwas größer modelliert. Das ist ein iterativer Prozess, der zwar Zeit kostet aber dem "perfekten" Teil schließlich sehr nahe kommt. Das Material ist jedenfalls hervorragend geeignet.

Da der Konfigurator nur STP Dateien verarbeitet habe ich diese ebenfalls hier zur Verfügung gestellt.

Ritzel für den Lenkantrieb

Für dieses Bauteil gelten die gleichen Überlegungen, wie für den Schwanenhals. Die entsprechenden Dateien stelle ich ebenfalls als STL und STP-Dateien zur Verfügung. Auch dieses Teil habe ich praktisch getestet und es funktioniert. Aber auch hier führt eine gewisse Schrumpfung bei der Herstellung  zur Notwendigkeit das Teil etwas zu skalieren.

Lenkachse

Dieses Teil kann man sehr gut im FDM Verfahren herstellen und wenn man mit der Breite des Teils etwas experimentiert, kann man den Lenkausschlag in gewissen Grenzen variieren. Die STL befindet sich hier.

Felge

Die Felge habe ich lediglich zum experimentieren entworfen und gedruckt. Man kann auf dem Markt wunderbare Alufelgen erwerben, die ihren Zweck bestens erfüllen. Allerdings habe ich die Felgen getestet und sie funktionieren. Ich habe sie mit PLA gedruckt, was aber eher zu instabil ist. Hier wäre eventuell PET besser geeignet. Allerdings wird es bei diesem kleinen Teil schwierig die Stützstruktur zu entfernen ohne es zu beschädigen. Das STL Datei findet man hier.

Chassis

Bitte nicht zuviel erwarten. Es handelt sich nur um einen Teil des Chassis, nämlich der Teil für die Lenkung. Ich habe alle Teile der Lenkung skaliert im Maßstab 1:2 gedruckt und in dieses Chassis eingebaut (mit Feder). Damit konnte ich die Funktion gut testen. Wäre doch nur der Original Maßstab nicht 1:60, dann könnte man die Teile wirklich sehr leicht nachbauen. Die STL Datei findet man hier.

Wer Interesse hat, selber mit meinen Entwürfen zu experimentieren, kann mich gerne kontaktieren, dann sende ich ihm die CAD Daten zu.