Wabenstruktur

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atzensepp
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Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 13 Apr 2025, 11:27

Beim Bau von größeren Fischertechnik-Strukturen stellte ich immer wieder fest, dass die Bauten entweder recht schwer werden oder sehr biegsam sind.
Statik hilft in den meisten Fällen, bedingen aber oft vomuminösere Strukturen. Diese sind dann für Roboter wiederum zu sperrig. Stabilere, leichte verwindungssteife Platten wären wünschenswert.

Könnte eine ft-kompatible Bienenwabenstruktur aus dem 3D-Drucker helfen?
FBW1.JPG
FBW1.JPG (140.47 KiB) 3526 mal betrachtet
Wichtig wären noch die Interfaces zum ft-System:
Entweder Nuten bzw. Verbindungsstege oder entsprechende Adapter, die man in die Hexagons einstecken könnte.

Dann natürlich auch die Frage nach der Kaskadierbarkeit von entsprechenden Elementen.
Was ist Eure Meinung dazu?

Florian

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 11:39

Hallo Florian,
keine schlechte Idee.
Mein Vorschlag, umlaufend 5mm - 6mm nach innen "massiv" gedruckt. Inneren Raum dann wabenförmig gedruckt.
"Massiv" nur deshalb weil eine umlaufende Nut die "Masse" verringert.
Teilweise die Waben ersetzt durch 4mm Löcher, im evtl. 30mm Raster, für Wellen, Stifte oder ähnlichem.
Nachtrag:
Fällt mir gerade ein.
Prinzipiell gibt es ja eine "leichte" Platte unter der Nr. 35129. Statt der Waben auf den Oberflächen viele Nuten.
Verlängerbar stirnseitig mit Hilfe der Nuten prallel zu den Oberflächen an den kurzen Stirnseiten.
Nuten in den langen Stirnseiten fehlen allerdings, zwangsweise weil praktisch die flächenseitigen Nuten von den
langen Stirnseiten nutzbar sind.
Allerdings ist die Platte als Ganzes viel dünner als 15mm stirnseitig.
Gewichtsmäßig wird sich wohl nicht allzuviel vorteilhaft ändern. Stabilitätsmäßig könnte sich die Wabenstruktur
vorteilhafter auswirken.

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Harald
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Harald » 13 Apr 2025, 12:05

Genau so wird es bei Flugzeugen seit langem gemacht.
Die Stichworte "honeycomb Flugzeugbau" oder "honeycomb wing" liefern jede Menge Beispiele.

Beim Prusa-Slicer kann man diese und ähnliche Strukturen als "Infill" einstellen, allerdings nur in ein paar Wabengrößen (gesteuert über "fill density"). Bei anderen Slicern geht das bestimmt auch. Ich habe damit den Boden meiner Handy-Schutzhülle gefüllt, allerdings nur zwecks Materialersparnis.

Gruß,
Harald
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Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 13:47

Hallo,
allgemein als "Aluminium-Leichtbau-Platten" bekannt.
Zwischen den dünnen Aluplatten den Kern als Wabenstruktur, fast immer senkkrecht zu den Flächen, oder Wellenstruktur,
meist flachliegend, ausgeführt - ( Richtungsstabilität ! )
Nicht nur bei Flugzeugen, auch evtl. nicht in ganz so hoher Qualität bei Bussen, Transportfahrzeugen etc. verwendet.
Material scheint bei Gefahren, oft bei höheren Temperaturen, nicht ganz ohne zu sein. Bleibt meist kaum etwas übrig.
Wenn, dann fast immer nur das tragende "Stahl-Blechgerippe" oder "Stahlblech-Gerippe".
Manchmal glaube ich, Waben-Struktur-Pappe mit Alu-Folie beschichtet.
Zuletzt geändert von Karl am 13 Apr 2025, 15:32, insgesamt 2-mal geändert.

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 14:23

Hallo,
mal so auf die Schnelle skizziert:
Baugruppen können irgendwelcher Art sein.
Massiv-Nut-Rahmen auch umlaufend entsprechend dem Fischertechnik-Raster möglich
Leichtbau-Möglichkeit-1.JPG
Leichtbau-Möglichkeit-1.JPG (41.19 KiB) 3468 mal betrachtet

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 14:35

Hallo,
habe ja selbst überhaupt keine 3D-Druck-Erfahrung. Trotzdem taucht bei mir die Frage auf
wie bei flachliegendem Druck an den Seiten die obere Hälfte des massiveren Rahmenteils
gedruckt wird. Im Druckbereich des oberen Teils der Nut ist ja als tragende Schicht nur Luft
oder treten diesbezüglich keine Probleme auf :?:

atzensepp
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 13 Apr 2025, 15:04

Karl hat geschrieben:
13 Apr 2025, 14:35
Hallo,
habe ja selbst überhaupt keine 3D-Druck-Erfahrung. Trotzdem taucht bei mir die Frage auf
wie bei flachliegendem Druck an den Seiten die obere Hälfte des massiveren Rahmenteils
gedruckt wird. Im Druckbereich des oberen Teils der Nut ist ja als tragende Schicht nur Luft
oder treten diesbezüglich keine Probleme auf :?:
Hallo Karl,

Mit einer sehr dünnen Stützstruktur kann man das durchaus flach drucken, da Überhänge bis 80 Grad möglich sind.
Die runde Nut ist etwas unproblematischer. Eine zu dicke Support-Struktur kann man manchmal nur schwer rauspulen.

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 15:31

Hallo Florian,
danke für den Hinweis.

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 15:38

Mir gerade eingefallen,
kann man nicht eine 4mm PTFE-Stange oder Rohr nach Druck der ersten Hälfte der runden
Nut in die "Halbnut" einlegen :?: Hat man dann doch einen Untergrund für den
Weiterdruck. Gehe mal davon aus daß das Druckmaterial sich nicht mit der PTFE-Stange
oder dem Rohr verbindet.
Bleibt nur noch die Frage, wie schwer man die PTFE-Stange, bzw. das Rohr, herausgezogen bekommt.

atzensepp
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 13 Apr 2025, 16:04

Karl hat geschrieben:
13 Apr 2025, 15:38
...
kann man nicht eine 4mm PTFE-Stange oder Rohr nach Druck der ersten Hälfte der runden
Nut in die "Halbnut" einlegen ...
Hallo Karl,
ich vermute, dass das nicht geht, weil die Extruderdüse mit dem Rohr kollidiert. Was aber gehen könnte, ist es, eine leicht entfernbare Stützstruktur außen vorzusehen, von der aus dann die Schräge gedruckt wird. Das ist aber praktisch das Gleiche wie die Methode mit dünnem Support. Die Glücklichen, die einen Dual-Extruder ihr Eigen nennen können, können die Stützstruktur auch mit löslichem Filament drucken.

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 16:13

aah, ja, leuchtet mir ein. Durchmesser der kegelförmigen Düse wohl zu groß.
Muß man die halt kurz vor dem Rohr kippen wenn der Druckweg am PTFE-Rohr anlangt.

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Re: Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 13 Apr 2025, 19:19

Habe mal auf die Schnelle einen Prototypen gedruckt.
Die Support-Stärke sollte noch etwas größer sein (monentan nur Support-Dichte 6% bei Overhang 80 Grad) , da die obere Kante etwas unsauber gedruckt wurde. Ich hatte das schon mal besser, weißt aber nicht mehr genau die Parameter. Es waren glaub ich 8%.
FBW2.JPG
FBW2.JPG (65.04 KiB) 3378 mal betrachtet
Allerdings funktioniert die Befestigungsnut und das Bauteil ist schön leicht, verwindungssteif und brauchbar. Für 'nen Rhombot würde es gehen.
FBW3.JPG
FBW3.JPG (92.43 KiB) 3378 mal betrachtet
würde in Standard-ft so aussehen:
Dingens.JPG
Dingens.JPG (91.67 KiB) 3364 mal betrachtet
Hat jetzt allerdings 1.5h gebraucht. Vielleicht gehen Platten mit 7mm Stärke auch. Zur Not mit mehr Waben. Und evtl. mit höheren Wangen, wie von Dir, Karl vorgeschlagen.

Was mir generell noch nicht gefällt: Anschluss nur in einer Dimension. Gut, man könnte quadratisches Teil mit umlaufender Nut machen wie auf der Bleistiftzeichnung oder von Karl vorgeschlagen. Ein Möglichkeit für senkrechten Anschluss wäre auch nett.

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Harald
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Harald » 13 Apr 2025, 20:27

Müssen denn die Nuten waagerecht liegen?
Senkrecht tut's doch auch. Dann sind halt die Abstände zwischen den Haltebügel-Dingsdas fest.
Ach ja: die könnten auch gleich mitgedruckt werden. Und: eine Querbohrung druckt sich schon besser als eine Quernut und lässt sich bei Bedarf besser mit Bohrer oder Reibahle nachbearbeiten.

Gruß,
Harald
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 13 Apr 2025, 20:36

Hallo,
waagerecht müssen die Nuten nicht liegen.
AAA...ber, die von "Atzensepp" gedruckte Wabenstruktur sieht schon mal klasse aus.
Jetzt noch eine "Montageplatte, evtl. ähnlich meinem gemalten Muster, und man kann
vieles externe Zeugs Fischertechnik kompatibel machen.
Z. B. Eurokartengrösse Platinen, Steckbretter u. v. m.
Denke mal, Strippen und Schraubzeugs passen durch die Wabenöffnungen.
Nochmal ein Lob für den Wabendruck. :)

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Re: Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 14 Apr 2025, 12:43

Noch ein etwas anderer Ansatz ("Phenalen"-Typ):
FBW4.JPG
FBW4.JPG (112.05 KiB) 3197 mal betrachtet
Da könnte man natürlich auch 1-er ("Benzol"-Typ) und 2-er-Ringe ("Naphtalin"-Typ) machen.
Das hält auch schon bombastisch. Ggf. ginge auch eine Horizontalnut. Aber so ist es symmetrischer.
(Eine Waben-Fläche könnte man dann als "Graphen"-Typ bezeichnen)

FBW5.JPG
FBW5.JPG (84.56 KiB) 3197 mal betrachtet

atzensepp
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 14 Apr 2025, 21:17

Teil mit zusätzlichen Befestigungsklemmleisten:
FBW6.JPG
FBW6.JPG (104.11 KiB) 3044 mal betrachtet

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 14 Apr 2025, 23:25

Hallo "atzensepp",
weiß zwar nicht wie "stabil" so eine Wabenkonstruktion ist.
Möglich wäre die Herstellung von relativ leichten Seitenwangen für Fischertechnik-Roboter.
Müssen nicht unbedingt aus einzelnen Waben bestehen, können auch Wabengruppen sein
Vorausgesetzt wäre natürlich eine ausreichende Stabilität.

atzensepp
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 15 Apr 2025, 11:27

Karl hat geschrieben:
14 Apr 2025, 23:25
...
weiß zwar nicht wie "stabil" so eine Wabenkonstruktion ist.
...
Hallo Karl,

ich kann Dir versichern, dass die zusammengebauten Strukturen aus PLA sehr stabil und verwindungssteif sind. Ehrlich gesagt, ist die Nut-Feder-Passung noch sehr straff, so dass ich die Konstruktionen oft nur mit dem Gummihammer auflösen kann. Wäre natürlich interessant, wie die Steifheit wäre, wenn die Teile aus ft-Nylon hergestellt wären.

Florian

Karl
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von Karl » 15 Apr 2025, 15:09

Hallo Florian,
danke für die Antwort. Klingt ja schon mal nicht schlecht.

Ich kam auf die Idee mit Seitenwangen u. ä. für Fischertechnik-Robotik weil die vom Werk angezeigten und
auch viele Fan-Roboter schon gute Konstruktionen darstellen. Nur die Bewegeungen sind meist sehr schlaffördernd
und viele Konstrukte, würde man diese in "realer Industriegrösse" bauen, es wären riesige Monsterkonstrukte aus
Stahl mit Massen von etlichen xyz-zig Tonnen. Zwar interessant anzusehen aber wir haben das 18. Jahrhundert doch
schon einige Zeit hinter uns.
So eine Leichtbauweise ähnlich dem nachstehend verlinkten, mit Statik-ähnlichen U-Profilen in 3-D-Druck könnte doch
Fischertechnik gut stehen. Vor allem braucht man sicherlich nicht so starke Servos und die Bewegungen wären bestimmt
flüssiger und eleganter möglich.
Link wegen der, auch optisch nicht schlechten, Profilbauweise:
https://de.aliexpress.com/item/10050070 ... gJpwfD_BwE

Hier mal ein Robotik-System von der Firma Merkur-Stabilbaukasten in Tschechien:
Trotz der Stahlprofile und keine 15 kg. Servos ein relativ leichtes und "schnelles" System:
https://www.youtube.com/watch?v=iehiaK1zX-8
Leider ist das Video schon etwas älter. Herr Kruz, (Kreuz), ein tschechischer Ingenieur und Firmeninhaber ist vor einigen Jahren
verstorben. Die Firma wurde gespalten und deren getrennte Ableger existieren aber noch. Nur der ursprüngliche Elan ist nicht mehr vorhanden.

Den Roboter hatte ich auch, einen Teil der Teile habe ich noch. Das Problem waren die beigefügten Servos mit Kohlefaser-Zahnrädern.
Waren sehr schlagempfindlich und es sind zwei kaputt. Ausserdem war der Drehkranz wohl die erste Konstruktion von denen, der war
nicht empfehlenswert. Nach einiger Zeit habe ich das Ding zerlegt und die Teile befinden sich in diversen Kästen.

Wie man evtl. solche statikähnlichen Proflile, evtl. in zwei, drei oder vier Größen per 3-D-Druck realisieren könnte entzieht sich meiner
Kenntnis. 3-D-Druck - Fachleute hier im Forum können die Möglichkeiten viel besser einschätzen.
( Fischertechnik-Statikteile auf die Profile aufkleben gelten nicht als Lösungen. ) ;)

atzensepp
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Re: Wabenstruktur

Beitrag von atzensepp » 15 Apr 2025, 22:35

Es sind noch 2 Strukturelemente hinzugekommen:
1-er und 2-er-Ring.
FBW7.JPG
FBW7.JPG (114.16 KiB) 2715 mal betrachtet
Ich denke, dass die Elemente sogar mit halber Dicke sehr stabile Flächen bilden können.
Es ist leider immer noch sehr straff. Wenn mehr als 2 zusammengesteckt bekomm' ich das nur mit Gummihammer auseinander.

Folgende Nut-und-Feder-Parameter habe ich verwendet:
ftnut.PNG
ftnut.PNG (34.42 KiB) 2711 mal betrachtet
ftsteg.PNG
ftsteg.PNG (66.11 KiB) 2711 mal betrachtet

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