WORKSHOP

DER REIZ DER DRITTEN DIMENSION

Einstieg in das 3D-Programm Fusion 360 – Teil 2

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Im letzten Heft habe ich sehr ausführlich die Anfangsschritte zum Erlernen der 3D-Zeichnerei mit Fusion 360 beschrieben. Ich habe außerdem gesagt, dass ich kein CAD-Experte bin, sondern nur meine Schritte beim Erlernen der 3D-Konstruktion weitergeben möchte, solange ich sie noch in Erinnerung habe. Das hat den Vorteil, dass ich all die Schwierigkeiten eines Newcomers gerade durchlebt habe und nicht zu viel voraussetze.

Der erste Teil im letzten Heft war eigentlich sehr einfach, da die Basis eine einfache 2D-Zeichnung war, die nur mit dem Befehl Extrusion zu einem Körper wurde. Wenn Ihr diesen Kurs weiter mitmachen wollt und vielleicht sogar einen guten Kumpel dazu gewinnen könnt, dann wird alles viel einfacher – zu zweit geht es schneller. Dazu muss man sich aber nicht dauernd auf die Pelle rücken. Mit dem Programm „Teamviewer“ kann man sich gegenseitig auf den Bildschirm sehen und auch beim Mitstreiter direkt eingreifen.

Wer beim ersten Teil noch nicht mit gemacht hat, sollte das nachholen – darin wurden viele Grundlagen erklärt und zudem nutzen wir den größten Teil der Zeichnung (Abb. 2) für das nächste Bauteil noch einmal. Ohne Änderung der Zeichnung, mit nur einer Ergänzung um eine Linie, wird aus dem gerade geformten Ansaugtrichter ein Trichter mit einem 90-Grad-Bogen.

Wer so faul ist wie ich, der löscht in der letzten Konstruktion mit dem geraden Trichtereinlass einfach die beiden Volumenkörper, damit nur noch die 2D-Zeichnung übrig bleibt. Dazu löschen wir in der Auflistung am linken Bildschirmrand mit einem Klick auf die rechte Maustaste und anschließenden Befehl Löschen die beiden Körperteile (Abb. 3). Nicht vergessen, jetzt sofort die neue Konstruktion unter einem anderen Namen zu speichern. Wer fleißiger ist als ich, macht zur Übung die 2D-Skizze noch einmal.

Abb. 4: Gab der Befehl Extrudieren die Möglichkeit, einer zweidimensionalen Basiszeichnung linear die dritte Dimension zum Volumen zu geben, nutzen wir für das nächste Bauteil den Befehl Drehen (rot umrandet), um einen Rotationskörper zu erzeugen. In unserem Fall soll der Querschnitt des Trichterrohres zu einem 90-Grad-Bogen geformt werden. Dazu ist neben der bereits fertigen Basiszeichnung nur noch eine Drehachse nötig, um die rotiert werden soll. Dazu wird einfach die dünne blaue Linie mit einem gewissen Abstand zur Zeichnungsmitte gezeichnet (Abb. 5). Dazu muss sich Fusion 360 im Skizzenmodus befinden. Wie man dahin kommt, ist in der ersten Folge ausführlich beschrieben.

Abb. 6: Der Abstand der blauen Linie bestimmt den Rotationsradius. Es lohnt sich, mit verschiedenen Positionen der Linie zu spielen, um sich den Zusammenhang deutlich zu machen. Jetzt wird in den Volumenmodus umgeschaltet und das Icon Drehen angeklickt. Ein Fenster öffnet sich mit der Aufforderung, zuerst den Teil der Zeichnung, der rotierend extrudiert werden soll, anzuklicken. In unserem Fall ist das der Außendurchmesser des Trichters. Dann klickt man die dünne blaue Linie als Drehachse an und wählt den Typ Winkel an. Bei einer Winkelangabe von 90 Grad ist der Trichterbogen fertig. Nicht vergessen, auf OK zu klicken. Jetzt fehlt nur noch die Extrusion des Befestigungsflansches, so wie in Folge 1 beschrieben (Abb. 7).

Bitte darauf achten, im Extrusionsfenster Neuer Körper anzuwählen und nicht Verbinden. Warum? Wenn jedes Teil, das extrudiert wurde, als neuer Körper angewählt wurde, kann man ganz einfach Teile eines Bauteils mit einem Mausklick sichtbar oder nicht sichtbar machen. Wenn wir diesen gekrümmten Trichter einteilig mit Flansch zusammen ausdrucken, werden wahrscheinlich die Befestigungslöcher völlig falsch liegen. Deshalb ist es viel besser, den Flansch und den Trichterbogen separat auszudrucken und die Teile in der richtigen Bohrungslage mittels Sekundenkleber zu verbinden. Hält bombig! Dazu müssen wir noch nicht einmal neu zeichnen. Es reicht schon, in der Auswahltabelle an der linken Bildschirmseite unter Körper jeweils den nicht erwünschten Körperteil weg zu klicken (Abb. 8 und 9) und nur mit dem sichtbaren Teil des Körpers die Umwandlung in eine STL-Datei ablaufen zu lassen (Abb. 10). Denkt daran, diese Umwandlung dauert einige Zeit und geschieht online. Es muss also eine Internetverbindung vorhanden sein.

Beide bisher gezeichneten Ansaugtrichter sind zwar benutzbar, aber aerodynamisch ungünstig. Besser ist ein Ansaugtrichter, der auch wirklich die Form eines Trichters hat und vor allem an der Einlaufkante eine dicke Lippe aufweist. Etwa so, wie in der Handskizze dargestellt.

Abb. 11: Es ist immer ratsam, das Bauteil vorher in den Hauptabmessungen in einer kleinen Handskizze klar zu definieren. Dabei reicht es völlig, wenn nur eine Seite des zukünftigen Körpers gezeichnet wird. Da hier wieder mit dem Befehl Drehen ein Rotationskörper entstehen soll, ist der Abstand der Zeichnung zur gedachten Rotationsachse enorm wichtig. Der Innendurchmesser des Trichters soll 18 mm betragen, also muss die Drehachse für die Rotation 9 mm vom inneren Rand entfernt sein.

Abb. 12: In diesem Fall soll um die X-Achse gedreht werden. Also fangen wir auch damit an, die Anfangspunkte der neuen Zeichnung festzulegen. Dazu müssen wir erst einmal die Ebene auswählen, in der die Zeichnung entstehen soll. Wir sind noch im Volumenmodus und klicken als Erstes auf das Symbol Skizze. Jetzt werden die drei möglichen Zeichnen-Ebenen eingeblendet (Abb. 13). Wir klicken auf das orange Feld der X/Z-Ebene. Danach springt Fusion in den Skizzen-Modus und wir können anfangen zu zeichnen und beginnen exakt im Punkt 0/0 mit drei Konstruktionslinien, um die inneren Endpunkte der Skizze für den neuen Körper festzulegen. Bitte jetzt mit Skizze fertig bestätigen (Abb. 14).

Abb. 15: Konstruktionslinie? Man zeichnet eine Voll-Linie und wandelt sie in eine gestrichelte Konstruktionslinie um, indem man die Taste x betätigt, nachdem man mit dem Cursor die Linie angewählt hat. Man kann aber auch im Menü Skizzenpalette am rechten Bildschirmrand Konstruktion anwählen. Hat man einmal versehentlich eine Volllinie zur Konstruktionslinie gemacht, dann kann man im Menü Skizzenpalette noch einmal auf Konstruktion klicken und erhält wieder eine Volllinie. Die Konstruktionslinien sind äußerst hilfreich, da man sie unbedenklich verwenden kann, ohne dass sie einen direkten Einfluss auf den späteren Körper haben. Sie dienen ausschließlich dazu, eine Skizze maßgerecht erstellen zu können. Sie sind ideal dafür nutzbar, um Punkte einer neuen Zeichnung zu fixieren, die sonst nur schwer und vor allem ungenau zu erreichen sind.

Da man, vor allem als Neuling bei Fusion, beim Zeichnen schon mal was falsch macht, habe ich mir angewöhnt, den Fortschritt einer Zeichnung in möglichst vielen Skizzen-Stadien zu speichern. Wenn man mal zurück muss, ist es viel einfacher, da man die jeweilige Skizze, also einen Teil einer gesamten Zeichnung direkt ein- bzw. ausblenden kann. Also bestätigen wir nach dem Zeichnen der drei Konstruktionslinien mit Skizze fertig, entweder im Menü Skizzenpalette oder direkt am oberen rechten Bildschirmrand (Abb. 16). Den eigentlichen Trichter zeichnen wir jetzt nur als einseitigen Querschnitt. Zur Verdeutlichung habe ich eine fertige Körperzeichnung durchgeschnitten (Abb. 17).

Das Querschnittsprofil muss leider innerhalb einer Skizze fertig gezeichnet und bestätigt sein, da der Befehl Drehen ein zusammenhängendes Profil erwartet. Wir zeichnen im Skizzenmodus wieder in der X/Z-Ebene und beginnen mit allen geraden Linien. Mit der Linienart Spline zeichnen wir den geschwungenen Teil des Trichters. Mit der Linienart Spline gelingen geschwungene Linien super einfach. Man macht „unterwegs“ einige Punkte und die Linie wird automatisch den Punkten folgen (Abb. 18). Die Einlaufkante des Trichters bilden wir mittels Befehl Bogen durch Mittelpunkt aus. Da wird bestimmt einiges an Versuchen nötig sein. Macht nichts, durch die häufigen Fehlversuche lernen wir diesen Befehl gut kennen. Es ist kein Problem, mit dem Pfeil oben links Zurück, die gerade gemachten Fehler rückstandslos zu löschen (Abb. 19). Wenn wir die Skizze noch nicht fertig gemeldet haben, kann man übrigens ganz einfach einen Punkt z.B. der Spline-Linie mit dem Cursor fangen und in einen Endpunkt der Bogenkurve schieben. Man sieht richtig, wie die beiden bisher unabhängigen Punkte gekoppelt=abhängig werden. Wenn man jetzt noch einmal verschieben möchte, geht das nicht mehr so einfach, da sich durch die Abhängigkeiten die ganze Zeichnung verändert.

Abb. 20: Die fertige Zeichnung kann jetzt mit dem Befehl Drehen Volumen bekommen. Wie bereits bei dem 90-Grad-Trichter wählen wir im Volumenmodus den Befehl Drehen an. Das Fenster dazu führt uns jetzt weiter. Der erste Klick geht auf das gezeichnete Profil, der zweite auf die Drehachse, die jetzt die Konstruktionslinie auf der X-Achse ist. Ein neuer Körper wird gewünscht und die Rotation sollte 360 Grad betragen. Dann sieht das Ergebnis aus wie in Abb. 21 zu sehen. Fast fertig! Es fehlen nur noch die Befestigungsbohrungen.

Abb. 22: Zuerst nehmen wir den soeben produzierten Körper aus dem Bild. Ein Klick auf das Auge neben dem Icon Körper blendet diesen Teil der Zeichnung sofort aus. Wir müssen wieder in den Skizzenmodus (Abb. 23), diesmal aber in die Ebene Y/Z, also 90 Gad versetzt zur bisherigen Zeichnungsebene. Wie? Im Volumenmodus klicken wir wieder auf das Skizzen-Icon, damit geht dann das Bildchen mit den drei möglichen Ebenen auf (Abb. 24). Nach einem Klick auf die Y/Z-Ebene schaltet Fusion in den Skizzenmodus und auf die angewählte Ebene um. Vom schon gezeichneten Querschnittsprofil sind nur ein paar Punkte zu sehen. Wir nutzen wieder zwei (gestrichelte) Konstruktionslinien mit einem Abstand von 15,5 mm rechts und links vom Nullpunkt, um an deren Ende je einen 5,5-mm-Kreis zu zeichnen (Abb. 25) – 31 mm ist der Standard-Lochabstand bei fast allen Membranvergasern. Nur die ganz großen Kaliber haben einen anderen Lochabstand.

Abb. 26: Wenn wir jetzt die Zeichnung etwas kippen, dann taucht auch wieder das Querschnittsprofil des Trichters auf. Kippen? Auf das Orbit-Icon (Abb. 27) am unteren Bildschirmrand klicken und mit der linken Maustaste das Bauteil oder die Zeichnung in die gewünschten Lagen verdrehen. Wenn man die Übersicht verloren haben sollte, reicht ein Klick auf das Home-Icon (Abb. 28) oben rechts, um wieder klar zu sehen.

Abb. 29: Um die Befestigungslöcher in den Trichterflansch einzubringen, muss der Körper wieder sichtbar sein. Also noch einmal auf das Auge neben Körper klicken und der Trichter ist wieder sichtbar. Die Skizzen der Bohrungen sind allerdings auf der Flanschunterseite und nur schwer zu sehen und zu fangen. Aber wir haben ja gerade geübt, mit Orbit und der linken Maustaste das Teil im Raum zu drehen. Das machen wir jetzt soweit, dass die Unterseite mit den Bohrungskreisen sichtbar wird. Wenn wir aus dieser Ansicht die Kreise extrudieren, sind die Bohrungen auch getan. Unser aerodynamischer Trichter ist fertig!

Soweit für heute, im nächsten Heft lernen wir einen der mächtigsten Befehle von Fusion kennen, die Funktion Loft, den wir mit Erhebung übersetzen können. Unter diesem eigentlich völlig nichtssagenden Namen verbirgt sich die Möglichkeit, Teile zu zeichnen und damit drucken zu können, die in allen Richtungen gewölbt sind. Wie zum Beispiel die in Abb. 30 gezeigte Motorhaube für die Bronco meines Sohnes oder einen Bootsrumpf oder die Tragfläche für das nächste Modell. Mein Einstieg in dieses Thema wird wieder ein Ansaugtrichter sein, aber mit 90-Grad-Umlenkung und aerodynamisch geformt. Schritt für Schritt geht’s dann weiter.