Für die Modellbahnwerkstatt sind viele ehemals kompliziert zu beherrschende Maschinen nutzbar geworden. Neben dem Hype um den 3D-Druck ist das das CNC-Fräsen und die Laserbearbeitung. Aber zum Erfolg führt erst das Zusammenspiel aus Hardware und Software.
Nachfolgend möchte ich die wichtigsten Verfahren mit ihren Vor- und Nachteilen aus meiner Praxis vorstellen. Zu den Kosten schreibe ich auch etwas.
CNC-Fräsen in der Modellbahnwerkstatt
Am längsten verfügbar für die Modellbahnwerkstatt ist das spanabhebende Fräsen. Für viele Werkstücke ist die manuelle Bearbeitung, neben dem Drehen, vollkommen ausreichend. Allerdings ist die Fertigung mehrerer gleicher oder komplexer Teile zeitaufwendig und fehleranfällig.
Dies wird durch die Ansteuerung der Fräse mit einem Rechner deutlich vereinfacht. Musste man vor einigen Jahren noch die Fräsbahnen mühsam per Hand programmieren, so kann man mittlerweile das Fräsprogramm aus einer Zeichnung im Computer per Mausklick erzeugen.
Vorteile CNC-Fräsen
- Breite Materialauswahl: Holz, Kunststoff, Metall (außer Stahl)
- Genau: 5/100 mm sind erreichbar
- Großer Bearbeitungsraum
- Breites Spektrum an Werkzeugen und Erweiterungen
- Hohe Fertigungsgeschwindigkeit
- Für einfach Teile reicht oft eine 2D-Zeichnung
- Nur wenig Nachbearbeitung der Werkstücke
Nachteile CNC-Fräsen
- Gute Maschine und Zubehör sind teuer
- Kräfte beim Bearbeiten, Werkstücke müssen gespannt werden
- Bedienung ist komplex, Einarbeitung aufwendig
- Hinterschneidungen mit mit hohem Aufwand
- Lautstärke, Staub – Werkstattsauger zu empfehlen
- Gefahr rotierender Werkzeuge, Quetschgefahr beim Verfahren
Kosten CNC-Fräsen
Eine brauchbare Fräsmaschine für einfach Arbeiten kostet ab 1500€, bei höheren Anforderung muss man ab 3000€ kalkulieren. Für Werkzeuge und Zubehör sollte man nochmal den gleichen Preis rechnen.
3D-Druck in der Modellbahnwerkstatt
Das additive Fertigungsverfahren 3D-Druck hat in den letzten Jahren einen ziemlichen Hype erfahren. Das FDM-Verfahren „Würstchenleger“ eignet sich bestenfalls für funktionale Teile, da die Oberflächenqualität nicht ausreichend ist.
Für gute Oberflächenqualität ist der Resindruck oder DLP die richtige Wahl, nur dieses Verfahren ist für den Heimgebrauch erschwinglich. Es ist immer ein Volumenmodell notwendig, das mit einer zum Drucker gehörenden Software aufbereitet wird.
Vorteile 3D-Druck DLP
- Nahezu beliebige Formen mit Hinterschneidungen möglich
- Drucker günstig
Nachteile 3D-Druck DLP
- Geringe Materialauswahl, teures Material, oft spröde
- Genauigkeit 1-2/10 mm
- Geringer Bauraum
- Umgang mit Chemikalien, Entsorgung
- Immer 3D-Vorlage notwendig
- Nachbearbeitung aufwendig: Waschen, Stützen entfernen, Härten, Schleifen
Kosten 3D-Druck DLP
Für Drucker und Zubehör sollte man 200-500€ ausgeben. Das flüssige Druckmaterial ist teuer, ab 40€ pro 500 ml. Dazu kommen Reinigungsmittel und weiteres Verbrauchsmaterial.
Ein Lasercutter für die Modellbahnwerkstatt?
Durch Laserschnitt und Gravur entstehen sehr viele Gebäude und Zubehör. Das Material wird durch einen gebündelten Laserstrahl verdampft oder verbrannt. Als Vorlage dient eine 2D-Zeichung oder ein gerastertes Bild. Die Vorbereitung für den Lasercutter ist sehr einfach.
Es gibt billige Lasercutter aus China, deren Sicherheit zweifelhaft ist und die in Europa nicht verkauft werden dürfen.
Vorteile Lasercutter
- Berührungslose Bearbeitung, kein aufwendiges Spannen
- Feiner Schnitt mit etwa 0,2 mm Breite
- Viele preiswerte Werkstoffe können bearbeitet werden (Holz, Papier, Pappe, einige Kunststoffe)
- Große Bearbeitungsfläche
- 2D-Zeichung ausreichend
- Kaum Nachbearbeitung
Nachteile Lasercutter
- Keine Hinterscheidungen
- Begrenzte Dicken beim Schneiden durch Fokuspunkt
- Genauigkeit materialabhängig 1-4/10 mm
- Gravurtiefe und Schnittbreite materialabhängig
- Staub, Geruch – Abluft oder Filter zwingend notwendig
- Laserstrahl kann zu Erblindung, Brandwunden oder Feuer bei unsicheren Maschinen führen
Kosten Lasercutter
Lasercutter mit den notwendigen Sicherheitseinrichtungen und einer Klassifizierung für den Betrieb durch Laien gibt es nur wenige. Ein solches Gerät ist der Mr Beam II für rund 3500 €, der auch mit einem passenden Abluftsystem erhältlich ist. Dafür ist das meiste Material sehr günstig, Papier, Fotokarton oder MDF hält die Folgekosten niedrig.
Und was ist mit Kombigeräten für die Modellbahnwerkstatt?
Könnte man nicht mit einem 3D-Drucker auch Fräsen und Lasergravieren? So würde man statt drei Maschinen nur eine in der Modellwerkstatt stehen haben! Bei genauer Betrachtung ist das keine gute Idee, denn die Anforderungen sind zu unterschiedlich. Es treten beim Fräsen Kräfte und Momente auf, die Maschine muss stabil sein. Beim Lasern ist eine schnelle Bewegung eines leichten Laserkopfs notwendig. Bei 3D-Druck mit dem FDM-Verfahren braucht man eine beheizte Druckplatte, beim Fräsen möchte man die Werkstücke spannen können. Ein Lasercutter muss sicher den Austritt von Laserlicht verhindern, beim Fräsen soll der Arbeitsraum zum Rüsten oder Werkzeugwechsel gut zugänglich sein. Kombigeräte vereinen die unterschiedlichen Anforderungen nur unzureichend und sind ein schlechter Kompromiss.