3D-Druck macht im Modellbahnbereich längst nicht bei Gebäuden, Fahrzeugteilen oder kleinen Zubehörteilen halt. Manchmal darf es auch etwas ungewöhnlicher sein. In diesem Fall entstand ein komplettes Schienenstück mit Schwelle, Schienenprofil und angedeuteter Befestigung aus dem 3D-Drucker.
Inhalt
- Die Idee
- Vom Schienenstück zum 3D-Modell
- Konstruktion für den 3D-Druck
- Der eigentliche Druck
- Das Schienenstück im Video
- STL-Datei zum Download
- Wofür braucht man so etwas?
Die Idee: Wer keine Schiene hat, druckt sich eine
Ein echtes Stück Eisenbahnschiene macht auf dem Schreibtisch, in der Werkstatt oder im Modellbahnraum sicherlich einiges her.
Das Problem dabei ist nur: Man hat nicht unbedingt gerade ein passendes Stück Schiene herumliegen. Und selbst wenn sich eines auftreiben lässt, ist eine echte Eisenbahnschiene alles andere als leicht und handlich.
Also lag die Lösung eigentlich auf der Hand:
Wer kein Original-Schienenstück hat, der druckt sich eben eins.
Natürlich nicht als Ersatz für eine echte Eisenbahnschiene, sondern als Anschauungs-, Dekorations- und Modellobjekt. Und wenn man sich die Arbeit schon macht, dann sollte es auch nicht einfach nur ein Stück Schienenprofil werden. Eine Schwelle und die dazugehörigen Befestigungselemente gehören schließlich genauso zu einem Gleis.
Die Konstruktion vor dem eigentlichen 3D-Druck.
Vom Schienenstück zum 3D-Modell
Ausgangspunkt war die Idee, ein typisches Stück Eisenbahngleis als eigenständiges Anschauungsmodell nachzubilden.
Dabei sollte nicht nur die Form einer Schiene dargestellt werden. Das Modell sollte auf den ersten Blick wie ein vollständiger Ausschnitt aus einem Gleis wirken.
Die Konstruktion besteht deshalb aus mehreren Elementen:
- einer massiven Schwelle,
- dem eigentlichen Schienenprofil,
- dem ausgeformten Schienenfuß,
- Befestigungsplatten,
- angedeuteten Schrauben und Muttern,
- weiteren Elementen der Schienenbefestigung.
Damit ist aus der Konstruktion nicht nur ein technisches Anschauungsobjekt geworden, sondern gleichzeitig ein kleines Dekorationsstück für die Werkstatt oder den Modellbahnraum.
Konstruktion für den 3D-Druck
Bei einer Konstruktion für den 3D-Druck gelten andere Bedingungen als bei einem Modell, das lediglich auf dem Bildschirm gut aussehen soll.
Sehr kleine Details können im CAD hervorragend aussehen, beim späteren Druck aber schnell an ihre Grenzen kommen. Schraubenköpfe, Muttern, Kanten und andere feine Elemente benötigen deshalb eine gewisse Mindestgröße und Materialstärke.
Auch das Schienenprofil selbst muss ausreichend stabil ausgeführt werden. Durch seine Höhe entsteht beim Anfassen des fertigen Modells eine entsprechende Hebelwirkung auf den Bereich zwischen Schiene und Schwelle.
Die Konstruktion musste deshalb nicht nur optisch funktionieren, sondern auch als tatsächlich druckbares Bauteil.
Genau darin liegt einer der großen Vorteile einer eigenen 3D-Konstruktion: Form, Wandstärken und Details lassen sich direkt auf das verwendete Druckverfahren abstimmen.
Der eigentliche Druck
Nach der Konstruktion kommt der entscheidende Moment: Aus dem digitalen Modell auf dem Bildschirm soll ein reales Bauteil entstehen.
Bei einem solchen Objekt spielen unter anderem folgende Punkte eine Rolle:
- eine zuverlässige Haftung auf dem Druckbett,
- eine stabile Verbindung zwischen Schiene und Schwelle,
- eine saubere Darstellung der Befestigungsdetails,
- eine geeignete Schichthöhe,
- eine vernünftige Druckgeschwindigkeit
- und eine sinnvolle Ausrichtung des Modells.
Gerade bei solchen Drucken zeigt sich schnell der Unterschied zwischen einem Modell, das nur für eine CAD-Darstellung entworfen wurde, und einem Bauteil, das tatsächlich für die Fertigung vorgesehen ist.
Das fertige Schienenstück ist entsprechend massiv ausgeführt. Es soll schließlich nicht nur auf einem Bildschirm betrachtet werden, sondern problemlos in die Hand genommen und als Anschauungsobjekt verwendet werden können.
Das gedruckte Schienenstück im Video
Auf einer CAD-Darstellung lässt sich die Konstruktion gut erkennen. Einen wesentlich besseren Eindruck vom fertigen Objekt bekommt man allerdings im Video.
Dort ist nicht nur die Konstruktion zu sehen, sondern das tatsächlich gedruckte Schienenstück im Original.
Gerade Größe, Oberfläche, Proportionen und die räumliche Wirkung lassen sich auf diese Weise deutlich besser beurteilen als auf einem einzelnen Bild.
STL-Datei zum Download
Wer das Schienenstück selbst ausdrucken möchte, kann die STL-Datei des Modells hier herunterladen.
Datei: Schiene mit Schwelle
Format: STL
Hinweis: Die benötigten Slicer-Einstellungen hängen vom verwendeten 3D-Drucker, Material, Düsendurchmesser und den gewünschten Oberflächeneigenschaften ab. Entsprechend können individuelle Anpassungen der Druckparameter erforderlich sein.
Wofür braucht man so etwas?
Brauchen?
Wahrscheinlich überhaupt nicht.
Aber das trifft bekanntlich auf erstaunlich viele Dinge zu, die beim Modellbau besonders viel Spaß machen.
Das gedruckte Schienenstück eignet sich beispielsweise als:
- Dekoration im Hobbyraum,
- Ausstellungsstück,
- Anschauungsmodell,
- Blickfang auf einem Messestand,
- Objekt für Modellbahnveranstaltungen,
- Demonstrationsstück zum Thema 3D-Druck,
- Hintergrundobjekt für Fotos oder Videos
- oder schlicht als ziemlich massiver Briefbeschwerer für Eisenbahnfreunde.
Und genau das ist einer der Punkte, die den 3D-Druck so interessant machen.
Man ist nicht darauf beschränkt, nur Dinge herzustellen, die unbedingt benötigt werden. Man kann auch einfach eine Idee umsetzen, weil man wissen möchte, ob sie funktioniert.
No Real Piece of Railway Track? Just Print One
3D printing in model railroading is no longer limited to buildings, vehicle parts or small accessories. Sometimes a project can be a little more unusual. In this case, the result is a complete section of railway track with a sleeper, rail profile and fastening details – produced entirely by 3D printing.
The idea
A real piece of railway rail would certainly make an interesting object for a desk, workshop or model railway room.
There is only one problem: most of us do not have a suitable piece of real railway track lying around. And even if one becomes available, an actual section of railway rail is anything but light and convenient.
So the solution was fairly obvious:
If you do not have a real piece of railway track, just print one.
The intention was never to create a functional replacement for a real rail. Instead, the idea was to produce a display, demonstration and decorative model.
And if the rail itself is being modelled, it makes sense to include the sleeper and the surrounding fastening elements as well.
From railway track to a 3D model
The starting point was the idea of recreating a typical section of railway track as a standalone display model.
The finished construction includes:
- a substantial sleeper,
- the rail profile,
- the shaped rail foot,
- fastening plates,
- modelled bolts and nuts,
- additional fastening elements.
This turns the model into both a technical display object and a small decorative piece for a workshop or model railway room.
Designed for 3D printing
A model intended for physical 3D printing has different requirements from a model that only needs to look good on a computer screen.
Very small details may look excellent in CAD software but can become difficult to reproduce reliably during printing. Bolts, nuts, edges and fastening elements therefore need sufficient size and material thickness.
The same applies to the rail profile itself. Because the rail rises considerably above the sleeper, its connection to the sleeper has to be mechanically stable.
The model was therefore designed not only for appearance but also for actual additive manufacturing.
This is one of the major advantages of designing parts specifically for 3D printing: the geometry can be adapted directly to the capabilities of the printer.
Printing the model
Once the CAD work is finished, the most interesting part begins: the digital construction has to become a physical object.
Several factors are important when printing a model of this type:
- reliable bed adhesion,
- a strong connection between the sleeper and the rail,
- clean reproduction of the fastening details,
- a suitable layer height,
- appropriate printing speed
- and a sensible printing orientation.
This is where the difference between a model created only for visualisation and one designed specifically for additive manufacturing becomes apparent.
The finished part is deliberately substantial enough to be handled as a real display object.
The finished model on video
A CAD rendering provides a good impression of the construction, but the actual printed object is much easier to judge in a video.
The accompanying video therefore shows the real printed railway track section rather than only the digital model.
Download the STL file
If you would like to print the railway track model yourself, the STL file is available here.
File: Rail with sleeper
Format: STL
Note: Individual slicer settings may be required depending on the printer, material, nozzle diameter and desired surface quality.
What is it useful for?
Do you actually need one?
Probably not.
But the same could be said about quite a few enjoyable model-building projects.
The printed railway track section can be used as:
- decoration for a model railway room,
- a display object,
- a demonstration model,
- an exhibit at a model railway event,
- a 3D-printing demonstration piece,
- a background object for photographs or videos
- or simply a rather substantial paperweight for railway enthusiasts.
That is also part of what makes 3D printing interesting.
Not every printed object has to solve an important practical problem. Sometimes it is enough to have an idea, design it and find out whether it works.