Laser-Erfahrungen
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Erfahrungen mit gelaserten Bauteilen - von Grundüberlegungen, Zeichnungen bis zum fertigen Bauteil.
Einführung
Gebäudebauteile können auch per Laser hergestellt werden. Warum kann das sinnvoll sein?
Manche Gebäude haben recht viele Fenster, z.B. das hier:
Diese ganzen Fensterausschnitte manuell herzustellen ist eine Herausforderung, denn es ist höchste Präzision erforderlich: Das Auge ist sehr empfindlich - wenn die Fenster nachher nicht alle fluchten, gleich groß sind, rechtwinkling sind fällt das sofort auf.
Daher kann es hilfreich sein, die Seitenwände maschinell herstellen zu lassen. Eine mögliche Methode ist lasern (lassen).
Technik
Selbstverständlich kann man sich selbst einen Laser kaufen - wenn man dies als Hobby im Hobby sieht, denn wirtschaftlich ist das vermutlich nur in den seltensten Fällen. Meist wird es empfehlenswert sein, einen Dienstleister hierfür in Anspruch zu nehmen, z.B. Formulor. Einschränkung bei der Nutzung eines Dienstleisters ist sicherlich die begrenzte Auswahl an Materialien, z.B. gibt es bei Formulor kein Polystyrol und schon gar keine Platten von Evergreen als Material.
Die Zeichnung ist im SVG-Format erforderlich. SVG steht für Scalable Vector Graphics - es handelt sich also um ein Vektor-Format, kein Pixel-Format. Dieses Format kann von verschiedenen Zeichenprogrammen ausgegeben werden, u.a. auch von Inkscape. Inkscape ist Open Source, kann damit legal kostenfrei verwendet werden und steht für alle gängigen Betriebssysteme zur Verfügung: Linux, MacOS und sogar für Windows. Auf der Formulor-Homepage findet sich eine kompakte Anleitung zur Verwendung von Inkscape für die Erstellung von Laserzeichnungen.
Mit einem gewissen Maß an Computeraffinität ist es nicht allzu schwer, eine solche Zeichnung zu erstellen, selbst als Neuling mit Inkscape. Formulor checkt nach dem Upload die Datei, ob sie zu gebrauchen ist und zeigt auch eine Vorschau an, was damit gemacht werden würde; so können ggf. Korrekturen angebracht werden, bevor der Laser loslegt.
Erster Test
1. Zeichnung
Für einen ersten Test wurde die folgende Zeichnung erstellt:
Sie enthält Stirn- und Seitenwände für ein bäuerliches Wohnhaus, Fensterläden, Türen und Garagenseitenwände. Preistreibend ist die Rasterung bei den Fensterläden und Optimierungspotenzial liegt im Zusammenlegen von Schnitten. Die Zeichnung gibt es hier im SVG-Format: Testzeichnung Haus
1. Lieferung
Für die Seitenwände eines Hauses habe ich mich bewusst für einen Kunststoff (Acryl) und gegen Holz oder Pappe entschieden: Kunststoff verzieht sich nicht beim Kleben, Bemalen oder bei hoher Luftfeuchtigkeit. (Details aus Holz oder Pappe sind eher unkritisch.) Nach wenigen Tagen kommt dann das ins Haus, hier noch mit Schutzfolie auf beiden Seiten:
Nach Entfernen aller Schutzfolien von beiden Seiten kommt die erste Hauswand aus Acryl (Polystyrol stand nicht zur Auwahl) zum Vorschein:
Die Wandstärke ist 3 mm, das wären 261 mm beim Vorbild - eine durchaus brauchbare Wandstärke für eine Außenwand. In dieser Präzision hätte ich die Fensteröffnungen nicht von Hand mit dem Cutter ausschneiden können, schon gar nicht aus so dickem Material - genau darum ja lasern (lassen).
Probeaufbau
Bei diesem ersten Lasertest wurden u.a. vier verschiedene Stirnwände und drei verschiedene Seitenwände gelasert - damit kann man schon mal ein wenig experimentieren; das kann dann so aussehen: Rechts ein aus Acryl gelaserter Mockup, die Wände sind einfach provisorisch mit Klebeband zusammengeheftet. Zum Vergleich links ein Scheunen-Mockup aus Papier.
Es ist klar, was fehlt: Fenstersimse, Fensterläden, Fenster, evtl. etwas Struktur auf der Wand für den Außenputz. Eine Putzstruktur lasern lassen ist zwar möglich, treibt aber den Preis enorm in die Höhe. Seitenwände mit Fenstern für Garagen sind auch entstanden, die restlichen fensterlosen Seitenwände können einfach aus Polystyrol ergänzt werden.
Lessons learnt:
- Wände
- 3 mm Acryl für die Wände ist durchaus ok; sinnvoll ist es, künftig an den Kanten eine Verzahnung vorzusehen.
- Fenster
- ok; evtl. eine Gravur für einen Sturz oder Sims anbringen.
- Fensterläden
- 3 mm ist für Fensterläden definitiv viel zu dick, das war schon vorher klar, aber es war noch Platz. Des weiteren braucht es für die Lamellen verschiedene Gravurstärken inkl. eines Schnittes, sonst wirkt das nicht, auch nicht bei besser geeignetem Material.
- Türen
- Die Materialstärke ist bei Türen nicht so wichtig, aber rundherum sollte Material vorhanden sein, um die Tür an der Wand von hinten festkleben zu können.
Fensterläden, Fenster, Türen
Erstes Kriterium für die Materialauswahl ist hier die Materialstärke; Stabilität, Festigkeit, Verzugsfreiheit usw. sind hier nicht primär. Geeignet sind damit Holzwerkstoffe und evtl. auch Pappen. Für einen ersten Versuch damit, zur Komplettierung des ersten Rohbaues von oben, wurden weitere Zeichnungen erstellt:
Materialüberlegungen
Die Temperaturdifferenz sei immer 20 K, das ist durchaus realistisch im FREMO-Einsatz.
| Material | alpha x10^-6 | delta L für L=20cm | delta L für L=40cm |
|---|---|---|---|
| Acryl | 90,0 | 0,36mm | 0,72mm |
| Polystyrol | 70,0 | 0,28mm | 0,56mm |
| PVC | 50,0 | 0,2mm | 0,4mm |
Bauteile, z.B. Gebäude, dehnen sich also aus Acryl gefertigt mehr aus als wenn sie aus Polystyrol gefertigt sind. Bei einem fest eingebauten Gebäude könnte das ein Problem werden, weil sich das Holz des Moduls weniger stark ausdehnt. Bei abnehmbaren Gebäuden, die ausreichend Spiel haben, sollte das keine Schwierigkeiten machen.
Quellen:
(ARit)