3D-Druck im Modellflug

von Peter Schütz

3D Druck im Modellbau

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Eignet sich 3D-Druck für den Modellflug?


Eclipson Modell Y

3D-Drucker sind phantastische Geräte, um präzise Formteile zu erstellen. Aber eignet sich 3D-Druck auch, um komplette Flugzeuge zu drucken?

Im Internet finden sich diverse Druckvorlagen für Modellflugzeuge, z.B. auf 3D-Labprint, oder Eclipson Airpanes. Die Vor- und Nachteile von gedruckten Modellen haben mich interessiert, so dass ich das mal ausprobiert habe. Nachfolgend findest du meine Erfahrungen damit.

Das erste Modell, den Eclipson Modell Y habe ich mit dem Material PLA gedruckt. PLA hat aber entscheidende Nachteile: Das Material eignet sich nicht für Bauteile, welche irgend einer mechanischen Belastung ausgesetzt werden und es ist viel zu wärmeempfindlich. So wurde z.B. bei der ersten Landung das Bugrad beim Übergang zum Rumpf sauber abrasiert. Zudem verformte sich die ursprünglich schwarze Kabinenhaube bei vorsommerlicher Temperatur (Juni) innert wenigen Minuten heftig. Die defekten Teile habe ich dann neu gedruckt und montiert.


Kabinenhaube aus PLA nach 5 Minuten Sonneneinstrahlung im Juni (Schweiz).

Das Modell flog zwar, aber PLA ist vergleichsweise schwer und die Flugeigenschaften waren entsprechend... naja. Ein Holz- oder Schaumstoffmodell wäre mind. 30% leichter geworden! Dann gab es nach dem 2. Flug eine harte Landung, welche jedes Schaumstoffmodell locker weggesteckt hätte. Das gedruckte Modell aber löste sich in seine Einzelteile auf und wies am Rumpf und den Flächen ca. ein Dutzend Bruchstellen auf. Eine Reparatur war unmöglich.

2. Versuch


Eclipson Modell Z

So schnell geben wir aber nicht auf. Als 2. Modell druckte ich den Eclipson Modell Z mit PETG. Endlich fertiggestellt, hängte ich einen Akku ans Ladegerät und stiess dabei unglücklich an die Flächenspitze des auf dem Tisch liegenden Modells. Es drehte sich (mangels Fahrwerk) und plumpste vom Tisch... Totalschaden. Obwohl sich das Material beim Bau so unproblematisch anfühlte, zerbröselten die dünnen Wände in einer Art, welche den Gedanken an eine Reparatur nicht mal aufkommen liess. Grrrr. Das darf doch nicht wahr sein.

3. Versuch?

Eine dritten Versuch habe ich bisher nicht gestartet. Mein Fazit ist, dass die Materialien, welche wir seit Jahr und Tag im Modellbau verwenden (Balsa, Sperrholz, Depron, Styropor, Carbonverstärkungen) leichter sind und rundum bessere Eigenschaften aufweisen, als jeder im Jahre 2019 erhältliche Kunststoff zum 3D-Drucken.

Es funktioniert zwar nachweislich, aber macht wenig Sinn, ein Modell komplett zu drucken. 3D Druck eignet sich ergänzend im Scale-Modellbau, wenn das Gewicht kein zentrale Rolle spielt und die Teile keine mechanische Funktion haben.

PLA (Polylactid)
PLA ist ein beliebtes Material für FDN 3D-Drucker. Es besteht aus Milchsäuremolekülen, ist theoretisch biologisch abbaubar, ungiftig, in unzähligen Farben verfügbar, günstig und absolut unproblematisch im Druckprozess (hervorragende Druckqualität, nahezu keine Schrumpfung, oder Verformung beim Auskühlen).

PETG (Polyethylenterephthalat glykolmodifiziert)
besteht aus transparentem Copolyester. PET ist als Material für Getränkeflaschen sehr bekannt und wird für den 3D-Druck mit Glykol modifiziert (zwecks besserem Fliessverhalten und schnellerem Druck) und dann PETG genannt. Es ist schlagzäh, geruchslos, äusserst witterungsbeständig und temperaturstabil bis ca. 70°. (Ein Testobjekt aus PETG blieb selbst im Juli 2019 bei Aussentemperaturen von 35° und direkter Sonneneinstrahlung hinter der Windschutzscheibe eines LKWs absolut formstabil.)

FDN (Fused Deposition Modeling) 3D-Drucker
arbeiten mit einem Schmelzschichtungsverfahren. Werkteile werden Schicht um Schicht aus einem schmelzfähigen Kunststoff aufgebaut. Gängige Schichthöhen sind (2019): 0.1 bis 0.2mm. Als Düsen kommen meistens solche mit 0.4mm Öffnung zum Einsatz, was die Herstellung von Wandstärken ab ca. 0.3 mm Dicke ermöglicht.