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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch ermöglicht dem Anfänger in der 3D-Modellierung einen schnellen Einstieg in die Arbeit mit dem cloudbasierten praxisorientierten CAD-System Onshape. Dabei werden bei jedem Schritt die besonderen Anforderungen an eine 3D-Druck-gerechte Gestaltung erläutert und umgesetzt. Somit ist das Ergebnis dieser „Schritt für Schritt“-Anleitung die vollständige Modellierung eines Miniatur-Automobils, das am 3D-Drucker in ein reales Modell umgesetzt werden kann. Die aktuelle Auflage wurde zugunsten besserer Lesbarkeit in ein größeres Format gebracht, die Inhalte wurden neu gegliedert und aktualisiert und um das Kapitel „Blechbauteile für CNC-Biegen" erweitert.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden die Grundlagen der rechnerunterstützten Konstruktion Computer Aided Design (CAD) vermittelt. Zusätzlich werden die besonderen Features von Onshape erläutert. Anschließend werden wichtige Funktionen und Einstellungen in Onshape Schritt für Schritt eingeführt und anhand von Screenshots anschaulich dargestellt.
Stefan Junk

2. Erste Schritte mit Onshape

Zusammenfassung
Dieses Lehrbuch bezieht sich auf die Anwendung von Onshape in einem Browser an einem Desktop Computer mit Bildschirm. Bei der Nutzung von Onshape mithilfe des Browsers eines Tablets oder in der App eines Smartphones kann es zu Abweichungen bei der Darstellung der Fenster kommen.
Stefan Junk

3. Modellierung des Rades

Zusammenfassung
In den folgenden Kapiteln werden die insgesamt fünf Einzelteile des JetMobils als 3D-Bauteile modelliert. Als erstes wird das einfachste Bauteil des JetMobils, nämlich das Rad, konstruiert. Die Konstruktion erfolgt durch die Rotation einer 2D-Skizze. Das Rad wird später bei der Montage auf die Achsen des Chassis aufgesteckt.
Stefan Junk

4. Modellierung des Strahlrohrs

Zusammenfassung
Das Strahlrohr dient zur Umlenkung des Luftstrahls aus dem Ballon nach hinten. Dazu verfügt das Strahlrohr über eine Wulst, über welche die Öffnung des Ballons gestülpt werden kann. Damit das Strahlrohr im Lager gegen Verdrehen gesichert ist, wird eine Fläche als Formschluss konstruiert. Zur einfacheren Umsetzung mit dem 3D-Drucker wird das Strahlrohr in der Mitte in zwei Hälften geteilt.
Stefan Junk

5. Modellierung des Lagers

Zusammenfassung
Die beiden Lager tragen das Strahlrohr und werden auf dem Chassis montiert. Da beide Lager identisch sind (Gleichteile), wird nur ein Lager konstruiert. Das Lager besitzt einen runden Ausschnitt, in den das Strahlrohr gesteckt wird. Durch die ebene Fläche am Ausschnitt ist das Strahlrohr gegen Verdrehen gesichert. Das Lager wird ebenfalls ausgehöhlt (siehe Schnitt in der Zeichnung links), um den 3D-Druck zu vereinfachen. Zudem verfügt das Lager über einen geschlitzten Zapfen (siehe Detail B) mit dem eine Schnappverbindung zum Chassis hergestellt wird.
Stefan Junk

6. Modellierung des Chassis

Zusammenfassung
Das Chassis bzw. Fahrwerk trägt die beiden Lager und damit die Aufbauten des JetMobils. Zudem verfügt es über die Achsen (siehe Detail B), an denen später die Räder mit einer Schnappverbindung montiert werden. Das Chassis wird ebenso wie das Lager und das Rad ausgehöhlt, um Druckmaterial zu sparen. Durch die kreuzförmigen Rippen in der Mitte wird die Steifigkeit des Chassis erhöht.
Stefan Junk

7. Modellierung der Karosserie

Zusammenfassung
Als letztes Bauteil wird die Karosserie als Grundkörper mithilfe von drei miteinander verbundenen Linienzügen (Profilen) erzeugt. Dieser Grundkörper wird ausgehöhlt, um eine möglichst leichte Struktur zu erhalten. Zudem wird die Karosserie in zwei Bauteile geteilt, um sie einfacher 3D-drucken und besser auf das Lager montieren zu können.
Stefan Junk

8. Zusammenbau

Zusammenfassung
Nachdem nun alle Bauteile des JetMobils erstellt worden sind, können diese virtuell zusammengebaut werden. Dazu wird zunächst ein Bauteil eingelesen, ausgerichtet und fixiert. Dieses erste Bauteil dient als „Fundament“ für den Zusammenbau, auf dem der weitere Zusammenbau der weitern Bauteile aufgesetzt wird.
Stefan Junk

9. Zeichnungsableitung

Zusammenfassung
Die Zeichnungsableitung dient dazu, auf Basis des 3D-Modells eines Bauteils, einer Baugruppe oder eines vollstänidgen Produkts aus dem CAD eine technische Zeichnung in 2D auf einem Zeichenblatt zu erstellen. Dazu werden zunächst das Format und die Eigenschaften des Zeichenblatts festgelegt. Dann werden die benötigten Ansichten, Schnitte und Detaildarstellungen erzeugt. Schließlich werden die Mittellinien, eine vollständige Bemaßung und weitere Informationen, wie z. B. Toleranzen und Anmerkungen, in die Zeichnung eingetragen.
Stefan Junk

10. 3D-Druck und Montage des JetMobils

Zusammenfassung
Nach Abschluss der 3D-Modellierung aller Einzelteile des JetMobils können diese mithilfe eines 3D-Druckers hergestellt werden. Dazu sollte ein 3D-Drucker nach dem FDM-Verfahren ausgewählt werden. Solche Drucker werden von vielen Dienstleistern im Internet oder vor Ort im 3DDruckladen verwendet. Daher werden in diesem Kapitel zunächst die Datenübertragung vom CAD-System zur 3D-Druckersoftware und die Datenvorbereitung für den 3D-Druck dargestellt. Dabei wird auch der Einsatz einer App aus dem Onshape App Store erläutert, welche die Datenprüfung und die Lieferantensuche unterstützt. Anschließend wird die Herstellung und Montage des JetMobils erläutert.
Stefan Junk

11. Blechbauteile für CNC-Biegen

Zusammenfassung
Onshape bietet auch die Möglichkeit, Bauteile aus Blech zu entwerfen, die anschließend aus einer flachen Blechtafel ausgeschnitten und mithilfe einer CNC-Biegemaschine in eine dreidimensionale Form gebracht werden. Die computerunterstützte numerische Maschinensteuerung_computerized numerical control (CNC) ermöglicht es, komplexe und maßgenaue Übergänge zwischen verschiedenen Biegenradien herzustellen, ohne das Blechmaterial unnötig zu deformieren. Damit werden vielfältige Biegeverläufe möglich. Typische Anwendungen für solche gebogenen Bauteile sind Gehäuse und Verbindungsteile.
Stefan Junk

Backmatter

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