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Microsoft Office Visio Professional 2003…


CNC im Modellbau - epaper ⋅ Ausgabe 1/2018 vom 26.07.2018

In meinem Artikel über den Bau des Artillerieortungsradars COBRA im Maßstab 1:16 im TRUCKMODELL Spezial Militärmodelle, wurde bereits kurz ausgeführt, dass als CAD-Programm das Programm Microsoft Office Visio Professional 2003 (im Folgenden kurz Visio genannt) verwendet wurde. Nachfolgend wird beschrieben, welche Möglichkeiten von Visio hierfür genutzt wurden. Es muss aber gleich vorausgeschickt werden, dass sich Visio sicherlich nicht für komplizierte Konstruktionen eignet, insbesondere kann es ein 3D-CAD-System nicht ersetzen. Für meine bisherigen Anwendungsfälle, bei denen überwiegend ebene Flächen ...

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Bildquelle: CNC im Modellbau, Ausgabe 1/2018

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... zu konstruieren waren, halte ich es allerdings für ausgesprochen geeignet, da es unkompliziert und einfach zu bedienen ist.

Der Aufbau von Visio
Bild 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau von Visio, der sich nicht von den bekannteren Office-Programmen aus dem Hause Microsoft unterscheidet.

Visio kann – vergleichbar mit Microsoft Office Excel – über ein Registersystem in der Datei viele Zeichnungen verwalten. Somit ist es möglich, alle notwendigen Einzelzeichnungen einer Konstruktion in einer Datei zusammenzufassen. In der unteren Zeile in Bild 1 sind die einzelnen Register zu sehen (z.B. „Aufbau, rechts (1)”).

Visio bietet für die verschiedensten Anwendungsfälle bereits vorgefertigte Shapes, so gibt es z.B. im Bereich „Maschinenbau” unter anderem Shapes für Federn und Lager, Schrauben, Schweißsymbole, Hydraulik, etc. Da im hier beschrieben Anwendungsfall Visio lediglich dazu benutzt wurde, Daten für eine CNC-Fräse bzw.als Vorlage für Ätzteile zu erstellen, wurde lediglich der Shape „Bemaßung-Technik” verwendet, der am linken Bildrand von Bild 1 zu sehen ist.

Das zentral angeordnete Zeichenblatt verfügt über ein parametrierbares Raster bzw. Gitternetz, die Größe kann frei gewählt werden. In meinem Anwendungsfall sind alle Zeichenblätter im Format DIN A3-gewählt, um das Drucken zu vereinfachen, beim Maßstab 1:16 dürfte dieses Format in der Regel ausreichen.

Selbstverständlich gibt es in Visio die Funktionen „Einrasten und Kleben”, die das Arbeiten wesentlich erleichtern, da ein automatisches Ausrichten am Raster erfolgen kann.

Prinzipiell ist Visio in der Lage, Zeichnungen direkt in einem bestimmten Maßstab zu erstellen, wobei der Maßstab 1:16 sogar zur Verfügung stehen würde. Ich habe diese Option nicht gewählt, sondern meine am Originalfahrzeug genommenen Maße von Hand in 1:16 umgerechnet und mit diesen Maßen dann (im Maßstab 1:1) gezeichnet. Ich persönlich halte diese Methode für geeigneter, aber das bleibt natürlich jedem selbst überlassen.

Bild 2 – Definition der Laye


Vor der eigentlichen Konstruktion
Eine Eigenschaft von Visio, die Grundvoraussetzung für das Verwenden als CADProgramm ist, ist die Möglichkeit, mit verschiedenen Layern zu arbeiten. Vor Beginn der eigentlichen Arbeit an den Zeichnungen sollte daher festgelegt werden, wie die einzelnen Layer definiert werden sollen. Ich habe für mich ein System gewählt, das über die Layer die zu verarbeitenden Materialstärken der Polystyrolplatten und die vorgesehenen Fräser definiert.
Nachfolgend meine Definition der Layer, wie ich sie bei allen meinen Konstruktionen standardmäßig verwende.

Mit Ausnahme des Layers für die Bemaßungen, der nur während der Konstruktionsphase verwendet wird, werden jedem Layer folgende Eigenschaften zugewiesen

•Nummer des Layers in Verbindung mit einer Linienfarbe (in Bild 1 kann man die verschiedenen Farben in der konkreten Zeichnung sehen).

• Durchmesser des zu verwendenden Fräsers.

• Wo soll der Fräser arbeiten?

• außerhalb der gezeichneten Linie fräsen

• auf der gezeichneten Linie fräsen

• innerhalb der gezeichneten Linie fräsen

• Mit welcher Frästiefe soll gearbeitet werden?

• jeweilige Materialstärke, d.h.durchfräsen

• Frästiefe 0,5 mm

• Frästiefe 1 mm

Im nächsten Schritt muss der prinzipielle Aufbau des Modells festgelegt werden. Hier geht es insbesondere darum, z.B. bei einem Container zu definieren, wie die Seitenwände, der Boden und der Deckel zueinander stehen, also z.B., ob ein Deckel eingepasst oder aufgelegt wird. Diese Festlegungen werden sowohl für die Konstruktion, als auch für die spätere Montage benötigt.

Um alle notwendigen Daten eines Modells in einer gemeinsamen Datei zu haben, habe ich diese Skizzen ebenfalls in Visio erstellt und in einem separaten Register abgelegt. Bild 3 zeigt Ausschnitte aus diesem Plan.

Konstruktion
Nach diesen Vorarbeiten kann mit der eigentlichen Konstruktion begonnen werden. Da diese nicht Visio-spezifisch ist, möchte ich an dieser Stelle nicht ausführlich auf diesen Schritt eingehen.

Um den späteren Zusammenbau zu erleichtern, habe ich einzelne Baugruppen in Zeichnungen („Registern”) zusammengefasst und mich hierbei bereits an den späteren Fertigungsschritten orientiert. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zeichnungen relativ ausführlich zu kommentieren, teilweise habe ich Originalfotos als Erläuterung mit eingebunden.

Bild 3 – Ausschnitte aus dem Montageplan


Bild 4 – Fertige Zeichnung am Beispiel der Unterseite des COBRA-Radars mit eingebundenen Fotos zur Erläuterung


Bild 5 – Anordnung der Einzelteile auf einer der beiden benötigten 2-mm-Polystyrolplatten


Bild 6 – Detailansicht der Stege (rote Kreise zur Markierung)


Nach der Konstruktion
Im Anschluss an die Konstruktion müssen die Zeichnungen so aufbereitet werden, dass taugliche Daten für eine CNC-Fräse entstehen. Hierzu müssen die einzelnen aus Polystyrol zu fräsenden Teile des Modells zunächst nach dem verwendeten Grundmaterial sortiert und auf der zugehörigen Platte angeordnet werden. Im konkreten Fall wurden Polystyrolplatten der Stärke 0,5 mm, 1 mm und 2 mm verwendet.

Für diesen Schritt habe ich eine neue Visio-Datei erstellt, als Zeichenblattgröße wurde dieses Mal DIN A0 gewählt. Die Polystyrolplatten haben eine Größe von 1.000 × 500 mm, ein entsprechender Rahmen wurde auf das Zeichenblatt übertragen. Dies ist sehr wichtig, da dieser Rahmen später als Referenz für die Ausrichtung der Fräse benötigt wird. Die Bemaßung wurde in diesem Schritt bereits weggelassen.

Bild 5 zeigt beispielhaft die Anordnung der Einzelteile auf einer der beiden für das Modell benötigten 2-mm-Polystyrolplatten. Man erkennt in diesem Schritt noch deutlich die unterschiedlichen Layer.

Um zu verhindern, dass die einzelnen Teile während des Fräsvorgangs verrutschen, mussten die Außenkonturen der einzelnen Teile nochmals nachbearbeitet werden. In regelmäßigen Abständen (max. 100 mm) wurde die Außenkontur unterbrochen, da mit beim Fräsvorgang jeweils ein Steg entsteht, der die Teile in der Polystyrolplatte hält. An diesen Stegen werden die Teile vor dem Zusammenbau aus der Platte geschnitten und anschließend versäubert.

Bild 7 – Zeichnung mit Layer 06 der Zeichnung aus Bild 5


Bild 8 – Zeichnung mit Layer 07 der Zeichnung aus Bild 5


Bild 9 – Vorlage für ein Ätzteil


Im nächsten Schritt müssen dann pro Platte Einzeldateien erstellt werden, die jeweils nur einen Layer enthalten. Dabei muss darauf geachtet werden, dass der äußere Rahmen als Referenz für die Fräse immer an derselben Stelle bleibt.

Die Bilder 7 und 8 zeigen exemplarisch das Ergebnis für die Layer 6 und 7 der Platte aus Bild 5.

Zum Abschluss müssen die so entstandenen Zeichnungen, die nach wie vor im Visio-Format vorliegen, in ein Format umgewandelt werden, das die vorgesehene CNC-Fräse verarbeiten kann. Da Visio selbst umfangreiche Möglichkeiten zur Dateikonvertierung bietet, stellt dieser Schritt kein Problem dar. In meinem Fall habe ich die Dateien direkt in das DXF-Format umgewandelt. Zum Abschluss möchte ich noch erwähnen, dass ich auch diverse Ätzteile an dem beschreibenen Fahrzeug auf dieselbe Weise konstruiert habe. Das Visio-Ergebnis konnte hier direkt in die notwendigen Vorlagen umgesetzt werden.

Bild 9 zeigt ein Beispiel für ein derartiges Ätzteil. Bild 10 zeigt das fertige Fahrzeug. Das MAN 8×8-Fahrgestell stammt von der Firma AFV-Model (Ratingen), lediglich der Aufbau wurde von mir konstruiert und gebaut.

Bedanken möchte ich mich bei den Firmen AFV-Model (Ratingen) für die Fräsund Lackierarbeiten am Aufbau und bei der Firma CG-Model (Rechtmehring) für die Herstellung der Ätzteile.

Microsoft, Microsoft Office, Excel und Visio sind eingetragene Markenzeichen der Microsoft Corporation.

Bild 10 – Das fertige Artillerieortungsradar COBRA auf MAN 8×8-Fahrgestell von AFV-Model