Eine Fata Morgana (Mirage) aus dem Drucker

Vor ca. 2 Jahren fiel der Entschluss, einen 3D-gedruckten Impellerjet von Grund auf aufzubauen. Mir gefiel schon immer der F-5 Tiger. So setzte ich mich hinter das CAD und begann, die ersten Linien zu zeichnen. Die Grundform als voller Volumenkörper war relativ schnell modelliert. Parallel dazu druckte ich erste Versuchsteile, um herauszufinden, wie viele Verstärkungen in Rumpf und Flügeln nötig sind. Es stellte sich heraus, dass die ganze Konstruktion eher schwer ausfallen wird. Dadurch wuchs die Skepsis, ob der F-5 Tiger wirklich das ideale Modell für mein Vorhaben ist. Die Befürchtung war gross, dass das Modell sich beim Start und der Landung kritisch verhalten wird. Da die Pistenlänge in Riggisberg begrenzt ist, bevorzuge ich Modelle mit gutmütigen Lande- und Starteigenschaften. Ich entschied deshalb, das Tigerprojekt zu stoppen und stattdessen mit einer Mirage III zu starten.

Als Vorlage für die Form diente eine 3-Seiten-Ansicht, welche ich im CAD auf die effektive Modellgrösse skaliert habe. Der Grundablauf für die Konstruktion lässt sich in etwa so umschreiben: Als Erstes wird ein Volumenmodell mit sämtlichen Ausschnitten für den Luftkanal, Akkuschacht, Servoausparungen, Steckungen u.s.w. modelliert. Anschliessend wird der Volumenkörper «gehöhlt». Dies generiert die effektive Wandstärke der Aussenhaut. Anschliessend geht's an den «Innenausbau» mit Verstärkungen, Rippen und dem Unterteil, damit die einzelnen Stücke auch Platz auf dem 3D-Drucker haben. So einfach es tönt, war diese Arbeit doch sehr arbeitsintensiv. Spätestens wenn unzählige Berechnungsfehler auftauchen, ist grosser Durchhaltewille gefragt.

Den 1. Prototyp druckte ich aus PLA. Das Material ist sehr preiswert, einfach zu drucken

(wenig Verzug) und weist eine hohe Steifigkeit auf. Als deutlicher Nachteil ist jedoch die geringe Erweichungstemperatur von ca. 55° zu nennen. Besonders im Sommer ist Vorsicht geboten. Dunkle Farben am Modell gilt es zu vermeiden. Der Druck aller Teile dauerte auf meinem Eigenbaudrucker ca. 10 Tage. Die Maschine weist einen Bauraum von 400 × 400 × 400 mm auf. Durch die CoreXY-Kinematik mit sehr wenig Masse auf den beweglichen Teilen lassen sich hohe Beschleunigungen fahren, was sich positiv auf die Druckzeit auswirkt.

Das Verkleben der einzelnen Teile lässt sich schnell mit dickflüssigem Sekundenkleber erledigen. Aufgrund der hohen Passgenauigkeit ist dies eine wahre Freude. Anschliessend konnten sämtliche Komponenten eingebaut werden. Als Antrieb verwende ich einen Jet-Fan 90 V2 in Kombination mit einem Leopard-LBP4082-B-2200-kv-Motor. Der Regler ist mit 150 A gut dimensioniert. Die Energie wird von einem 6S5400-mAh-45C-Swaytronic-Lipo bereitgestellt. Das Fahr-

werk kommt von JP-Hobby. Zur Ansteuerung des Seitenruders und des Flügels wählte ich das KST HS08-A. Für die Fahrwerkklappen das Emax ES3301. Sämtliche Komponenten bestellte ich bei Hebu und bei Swaytronic.

Der Erstflug stand im März 2021 an. Dieser wurde jäh nach wenigen Sekunden beendet. Nach genügend Fahrt zog ich die Mirage von der Piste weg. Der fatale Taucher erfolgte sofort ... Die Fehlersuche ergab einen komplett falschen Schwer-

punkt, was auch mein Bauchgefühl bestätigte. Ich vertraute jedoch dem Schwerpunkt-berechnungstool, was sich im Nachhinein als Fehler erwies. Aufgrund fehlender Verschiebemöglichkeit des Flugakkus mussten für einen weiteren Flug über 500 g Gewicht in das Heck gepackt werden. Mit starkem Übergewicht ging es an den nächsten Start. Schon beim Beschleunigen wurde klar, dass das Abheben auf letzter Rille erfolgen wird. Dem war auch so, die Mirage hob ab, crashte aber nach kurzer Zeit wieder. Ich war vermutlich zu zögerlich mit dem

In-die-Höhe-Ziehen bei knapper Antriebsleistung ... Dennoch waren die Anwesenden auf Platz der Ansicht, dass die Mirage fliegen müsste.

Nun war wieder Umkonstruieren am CAD angesagt. Die Impeller- und die Akkuposition mussten überarbeitet werden. Es summierten sich unzählige Stunden, sodass erst ein Jahr später die optimierte Version eingeflogen werden konnte. Diese Version flog auf Anhieb recht gut, war jedoch immer noch deutlich kopflastig. Zu Beginn noch ohne Canards, spä-

Das Mirage-Projekt ist für mich in vieler Hinsicht ein Erfolg. Die CAD-Kenntnisse stiegen besonders im Freiformflächen-Modellieren markant an. Weiter lernte ich einiges im Bereich Aerodynamik/Flügelprofile. Nicht zuletzt schärfte ich meinen Sinn in Bezug auf das Mach-

bare im FDM-3D-Druckbereich. Ich möchte meine 3D-Drucker um keinen Preis missen. Schon gar nicht, wenn im Schlaf Teile fürs neue Modell entstehen. Das nächste Projekt ist schon in der Pipeline!

*Bilder: Michael Bucher, Ueli von Niederhäusern*