AW: Goblin 380 Ultra Light Prototyp Projekt
Wie schon bereits geschrieben haben die STL-Teile eine ggü. Aluminium deutlich geringere Steifigkeit und Festigkeit. Bei reiner Materialsubstitution ohne Designanpassung der Bauteile wird der Heli unter gleicher Belastung also a) sich deutlich stärker verformen und b) werden die Bauteile schneller versagen.
Ist das Material deswegen für den Einsatzzweck ungeeignet? Nicht unbedingt. Die Formgebung muss dem neuen Material angepasst werden. Eliminiert man dadurch den Gewichtsvorteil des neuen Materials? Auch nicht unbedingt. Das einfachste Beispiel ist der Doppel-T-Träger. Nimm einen Doppel-T-Träger sowie einen Balken mit einfachem Rechteckquerschnitt und gleichem Gewicht. Der Doppel-T-Träger hat eine deutlich größere Biegesteifigkeit. Das Zauberwort heißt Flächenträgheitsmoment, vereinfacht ausgedrückt versucht man soviel Flächenquerschnitt wie möglich weit weg vom Flächenschwerpunkt zu platzieren. Damit reduziert man die Spannungen im Material.
Der Tipp ist also: du solltest die Originalbauteile nicht einfach im CAD kopieren sondern sie für das STL-Material anpassen. Versuche Querschnitte zu vergrößern, Rippen anzubringen und generell auf ein größes Flächenträgheitsmoment zu achten. Am Ende wird dein Gewichtsvorteil nicht mehr so groß sein wie das reine Dichteverhältnis Aluminium zu STL-Teil aber das ist leider immer so. Als Audi für einen Teil der Modelle angefangen hat Aluminium- statt Stahlkarosserien zu entwickeln konnten sie nicht einfach bestehende Karosseriegeometrien nehmen und das Material tauschen, denn dann wäre die Steifigkeit und Festigkeit viel zu gering gewesen. Das Design der Karosseriestruktur musste komplett auf das neue Material abgestimmt werden. Mit dem Ergebnis, dass die fertige Aluminiumkarosserie deutlich mehr als nur ein Drittel der alten Stahlkarosserien gewogen hat, also mehr als das Dichteverhältnis Aluminium zu Stahl. Trotz allem sind die Aluminiumkarosserien natürlich noch absolut gesehen leichter und damit im Vorteil, nur eben nicht so viel wie theoretisch möglich.
Gruß
Michael
Wie schon bereits geschrieben haben die STL-Teile eine ggü. Aluminium deutlich geringere Steifigkeit und Festigkeit. Bei reiner Materialsubstitution ohne Designanpassung der Bauteile wird der Heli unter gleicher Belastung also a) sich deutlich stärker verformen und b) werden die Bauteile schneller versagen.
Ist das Material deswegen für den Einsatzzweck ungeeignet? Nicht unbedingt. Die Formgebung muss dem neuen Material angepasst werden. Eliminiert man dadurch den Gewichtsvorteil des neuen Materials? Auch nicht unbedingt. Das einfachste Beispiel ist der Doppel-T-Träger. Nimm einen Doppel-T-Träger sowie einen Balken mit einfachem Rechteckquerschnitt und gleichem Gewicht. Der Doppel-T-Träger hat eine deutlich größere Biegesteifigkeit. Das Zauberwort heißt Flächenträgheitsmoment, vereinfacht ausgedrückt versucht man soviel Flächenquerschnitt wie möglich weit weg vom Flächenschwerpunkt zu platzieren. Damit reduziert man die Spannungen im Material.
Der Tipp ist also: du solltest die Originalbauteile nicht einfach im CAD kopieren sondern sie für das STL-Material anpassen. Versuche Querschnitte zu vergrößern, Rippen anzubringen und generell auf ein größes Flächenträgheitsmoment zu achten. Am Ende wird dein Gewichtsvorteil nicht mehr so groß sein wie das reine Dichteverhältnis Aluminium zu STL-Teil aber das ist leider immer so. Als Audi für einen Teil der Modelle angefangen hat Aluminium- statt Stahlkarosserien zu entwickeln konnten sie nicht einfach bestehende Karosseriegeometrien nehmen und das Material tauschen, denn dann wäre die Steifigkeit und Festigkeit viel zu gering gewesen. Das Design der Karosseriestruktur musste komplett auf das neue Material abgestimmt werden. Mit dem Ergebnis, dass die fertige Aluminiumkarosserie deutlich mehr als nur ein Drittel der alten Stahlkarosserien gewogen hat, also mehr als das Dichteverhältnis Aluminium zu Stahl. Trotz allem sind die Aluminiumkarosserien natürlich noch absolut gesehen leichter und damit im Vorteil, nur eben nicht so viel wie theoretisch möglich.
Gruß
Michael
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