Ratarunko reikälevyistä ja 3D-tulosteosista

Yleistä keskustelua omista radoista ja projekteista.

Valvojat: jhr, Hermanni

LOK
Lämmittäjä
Viestit: 197
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Ratarunko reikälevyistä ja 3D-tulosteosista

Viesti Kirjoittaja LOK »

Puurakenteisten ratamoduulien elämisestä aiheutuneita vaurioita nähtyäni päätin, etten käytä oman kotiratani runkorakenteeseen ilmankosteuden muutoksille alttiita materiaaleja. Lähdin tämän johdosta tutkimaan, voisiko elämättömän ratarungon rakentaa modernia 3D-tulostustekniikkaa ja edullisia rautakaupan tarvikkeita yhdistelemällä.

Löysin Motonetin valikoimista laajan valikoiman erikokoisia reikälevyjä ja niihin sopivia kulmarautoja, joista on mahdollista koota tukevia laatikkorakenteita. Laatikkorakenteen pituutta ja leveyttä on helppo muuttaa liittämällä useita reikälevyjä peräkkäin. Reikälevyt ja kulmaraudat kiinnittyvät toisiinsa ruuveilla ja muttereilla, minkä ansiosta ratarungon kokoaminen käy helposti kiintoavaimella, ruuvimeisselillä ja kuusiokoloavaimella. Reikälevyistä koottuun laatikkorakenteeseen voi puolestaan kiinnittää maaston muotoja noudattelevia peitelevyjä, jotka suojelevat teräsrakenteen yläpuolelle kohoavaa maastopohjaa. Maastopohjan alle saa järjestettyä tilat mm. sähköjohdoille, elektroniikalle sekä jalkojen ripustuksille.

Rakensin kokeeksi pienen ratalohkon, jossa teräksiset reikälevyt muodostavat maastopohjaa kantavan ja suojelevan kehikon. Rungon päätyihin pulttasin ratapenkereen muotoon FDM-tulostetut peitelevyt (PLA-muovia), joihin mallinsin reikälevyjen mukaisen rei'ityksen. Maaston kiinnostavuuden lisäämiseksi viilasin teräksisiin lohkopäätyihin myös syvennykset ojille. Maalasin ja lakkasin rungon ulkopinnat alustavasti harmaaksi (Maston 518 & 331). Saatan myöhemmin lisätä lohkojen kylkiin peitelevyt, jolloin saan piilotettua reiät ja ruuvinpäät katseilta.

Lohkon maastopohja on rakennettu Finnfoam-eristelevyn siivuista liimaamalla (Erikeeper) ja tasoitettu pikasilotteella (Tikkurila Presto). Valmis maastopohja on sivelty ruskeaksi akryylivärillä. Kiskojen kohdille on kiinnitetty 3-millimetristä äänieristysmattoa, joka on pohjamaalattu akryylivärillä sepelinharmaaksi.

Ohessa olisi kuvasarja lohkon rakennusvaiheista. Lohko odottaa tätä kirjoitettaessa kiskojen asennusta, jonka jälkeen pääsen aloittamaan varsinaisen maisemoinnin. Suunnittelin lohkon siten, että voin halutessani sijoittaa sen kirjahyllyyn dioraamaksi. Rungolla on pituutta 484 millimetriä ja leveyttä 324 millimetriä. Lohkon painoksi punnitsin 3,8 kilogrammaa.

- LOK

Lohkon suunnittelu käynnissä. Lohkon kyljet koostuvat isoista 2,0x80x240 mm:n reikälevyistä, jotka on yhdistetty toisiinsa pienemmillä reikälevyillä. Kuvassa isojen levyjen väliset liitokset on tehty kahdella pienemmällä levyllä, mutta totesin yhden levyn riittävän hyvin pituussuuntaiseen liitokseen. Lohkon päädyt koostuvat kolmesta 2,0x40x160 mm:n reikälevystä sekä yhdestä FDM-tulostetusta pengerlevystä. Lohkon keskellä on kaksi poikkitukea, jotka vahvistavat runkoa ja tarjoavat tukipinnan maaston pohjana toimivalle Finnfoam-levylle.
Lohkon suunnittelu käynnissä. Lohkon kyljet koostuvat isoista 2,0x80x240 mm:n reikälevyistä, jotka on yhdistetty toisiinsa pienemmillä reikälevyillä. Kuvassa isojen levyjen väliset liitokset on tehty kahdella pienemmällä levyllä, mutta totesin yhden levyn riittävän hyvin pituussuuntaiseen liitokseen. Lohkon päädyt koostuvat kolmesta 2,0x40x160 mm:n reikälevystä sekä yhdestä FDM-tulostetusta pengerlevystä. Lohkon keskellä on kaksi poikkitukea, jotka vahvistavat runkoa ja tarjoavat tukipinnan maaston pohjana toimivalle Finnfoam-levylle.
Lohkon runko mallattavana.jpg (123.83 KiB) Katsottu 820 kertaa


Penkereellä kulkevien rautateiden normaalipoikkileikkauksiin (RATO 3) ei ole piirretty ojia, mutta todellisuudessa ainakin matalampien ratapenkereiden ympärille on usein kaivettu ojat. Halusin toteuttaa ojat myös omaan ratalohkooni, jotta maisema olisi kiinnostavampi. Merkkasin poisviilattavat alueet päätyihin tussilla ja numeroin päätylevyt tunnistuksen helpottamiseksi. Numeroinnin jälkeen purin lohkopäädyt ja viilasin päätylevyt taloyhtiön höyläpenkissä. Edullinen kuuden euron teräsviila pureutuu tehokkaasti reikälevyihin, joten viilaus kävi nopeasti.
Penkereellä kulkevien rautateiden normaalipoikkileikkauksiin (RATO 3) ei ole piirretty ojia, mutta todellisuudessa ainakin matalampien ratapenkereiden ympärille on usein kaivettu ojat. Halusin toteuttaa ojat myös omaan ratalohkooni, jotta maisema olisi kiinnostavampi. Merkkasin poisviilattavat alueet päätyihin tussilla ja numeroin päätylevyt tunnistuksen helpottamiseksi. Numeroinnin jälkeen purin lohkopäädyt ja viilasin päätylevyt taloyhtiön höyläpenkissä. Edullinen kuuden euron teräsviila pureutuu tehokkaasti reikälevyihin, joten viilaus kävi nopeasti.
Ojien viilaus.jpg (104.64 KiB) Katsottu 820 kertaa


Spraymaalasin ja lakkasin reikälevyt sekä pengerlevyt katsojille näkyviltä alueilta harmaiksi. Osat lepäävät kuvassa sinitarralla varmistettuina pienten aaltopahvin suikaleiden päällä, jotka on puolestaan teipattu kiinni mehupurkkeihin. Näin osat eivät liimaudu kiinni maalausalustoihinsa. Maalattavat osat on pesty edeltävänä päivänä vedellä ja saippualla, jotta maalin tarttumisen kanssa ei tulisi ongelmia.
Spraymaalasin ja lakkasin reikälevyt sekä pengerlevyt katsojille näkyviltä alueilta harmaiksi. Osat lepäävät kuvassa sinitarralla varmistettuina pienten aaltopahvin suikaleiden päällä, jotka on puolestaan teipattu kiinni mehupurkkeihin. Näin osat eivät liimaudu kiinni maalausalustoihinsa. Maalattavat osat on pesty edeltävänä päivänä vedellä ja saippualla, jotta maalin tarttumisen kanssa ei tulisi ongelmia.
Runkopalojen maalaus.jpg (122.61 KiB) Katsottu 820 kertaa


Maalauksen ja lakkauksen jälkeen oli vuorossa lohkorungon kokoaminen lopulliseen muotoonsa.
Maalauksen ja lakkauksen jälkeen oli vuorossa lohkorungon kokoaminen lopulliseen muotoonsa.
Lohkon runko koottuna.jpg (160.16 KiB) Katsottu 820 kertaa


Rakensin lohkon maastopohjan Finnfoam-levyn suikaleista. Finnfoam-levystä on helppo leikata sopivia paloja suorakulman ja mattoveitsen avulla. Levitin toisiinsa liitettävien suikaleiden väliin tasaisen kerroksen Erikeeper-liimaa, jonka jälkeen liimaus sai jäädä kuivumaan kevyen puristuksen alle. Spraymaalipurkeista sai sopivia painoja. Tuin suikaleita liimauksen ajaksi toisiinsa myös ompeluneulojen avulla. Kaiversin ratapenkereeseen kummankin päädyn lähelle mattoveitsellä aukot, joista saan aikanaan vedettyä sähköjohdot kiskoille.
Rakensin lohkon maastopohjan Finnfoam-levyn suikaleista. Finnfoam-levystä on helppo leikata sopivia paloja suorakulman ja mattoveitsen avulla. Levitin toisiinsa liitettävien suikaleiden väliin tasaisen kerroksen Erikeeper-liimaa, jonka jälkeen liimaus sai jäädä kuivumaan kevyen puristuksen alle. Spraymaalipurkeista sai sopivia painoja. Tuin suikaleita liimauksen ajaksi toisiinsa myös ompeluneulojen avulla. Kaiversin ratapenkereeseen kummankin päädyn lähelle mattoveitsellä aukot, joista saan aikanaan vedettyä sähköjohdot kiskoille.
Maastopohjan rakennus.jpg (122.81 KiB) Katsottu 820 kertaa


Peitin lohkon nurkkiin jääneet kolot paperisuikaleilla, jotka liimasin paikoilleen vedellä ohennetulla Erikeeperillä. Paperisuikaleiden kuivuttua tasoitin maastopohjan Tikkurilan Presto-pikasilotteella. Silotteen karkeaan levitykseen käytin teräslastaa ja pintojen viimeistelyyn veteen kastettua sormenpäätä. Presto-pikasilote kutistuu sangen voimakkaasti kuivuessaan, mikä aiheutti halkeilua. Täytin muodostuneet halkeamat seuraavana päivänä samaisella pikasilotteella. Kuvan etualalla on tasoittamatonta Finnfoam-pintaa paperisuikaleineen ja taka-alalla tasoitettua maastopohjaa.
Peitin lohkon nurkkiin jääneet kolot paperisuikaleilla, jotka liimasin paikoilleen vedellä ohennetulla Erikeeperillä. Paperisuikaleiden kuivuttua tasoitin maastopohjan Tikkurilan Presto-pikasilotteella. Silotteen karkeaan levitykseen käytin teräslastaa ja pintojen viimeistelyyn veteen kastettua sormenpäätä. Presto-pikasilote kutistuu sangen voimakkaasti kuivuessaan, mikä aiheutti halkeilua. Täytin muodostuneet halkeamat seuraavana päivänä samaisella pikasilotteella. Kuvan etualalla on tasoittamatonta Finnfoam-pintaa paperisuikaleineen ja taka-alalla tasoitettua maastopohjaa.
Maastopohjan tasoitus.jpg (78.85 KiB) Katsottu 820 kertaa


Maalasin valmiin maastopohjan ja ratapenkereen ruskealla akryylivärillä. Maalin kuivuttua asensin raiteen kohdalle 3 mm paksua äänieristysmattoa: Leikkasin matosta pari millimetriä sepelikerrosta kapeamman suikaleen, jonka sitten liimasin paikalleen ratapenkereen päälle.
Maalasin valmiin maastopohjan ja ratapenkereen ruskealla akryylivärillä. Maalin kuivuttua asensin raiteen kohdalle 3 mm paksua äänieristysmattoa: Leikkasin matosta pari millimetriä sepelikerrosta kapeamman suikaleen, jonka sitten liimasin paikalleen ratapenkereen päälle.
Äänieristysmaton asennus.jpg (73.12 KiB) Katsottu 820 kertaa


Äänieristymatto jäi toisen päädyn kohdalta hieman liian matalalle, minkä vuoksi liimasin kyseiselle alueelle palan kartonkia korokkeeksi. Maalasin äänieristysmaton korokepaloineen lopuksi akryylivärillä sepelinharmaaksi. Seuraavaksi vuorossa olisi sähköjohtojen vetäminen äänieristysmaton läpi sekä raiteen liimaus paikalleen.
Äänieristymatto jäi toisen päädyn kohdalta hieman liian matalalle, minkä vuoksi liimasin kyseiselle alueelle palan kartonkia korokkeeksi. Maalasin äänieristysmaton korokepaloineen lopuksi akryylivärillä sepelinharmaaksi. Seuraavaksi vuorossa olisi sähköjohtojen vetäminen äänieristysmaton läpi sekä raiteen liimaus paikalleen.
Kiskojen asennusta ja maisemointia odottava lohko.jpg (85.3 KiB) Katsottu 820 kertaa

Edit: oikoluku.
Viimeksi muokannut LOK, 10.05.2021 21:43. Yhteensä muokattu 1 kertaa.
LOK
lakivija[at]hotmail.com
tv_tyyppi
Lämmittäjä
Viestit: 126
Liittynyt: 27.08.2006 19:49

Re: Ratarunko reikälevyistä ja 3D-tulosteosista

Viesti Kirjoittaja tv_tyyppi »

Siinäpä järeä ratkaisu ja kun mietin kuinka puu kieroutuu varsinkin ajan mittaan mitä ihmeellisimpiin muotoihin en ollenkaan ihmettele tällaista ratkaisua. Painokaan ei kovin pahalta vaikuta.
Joskus kulmarautaan törmänneenä joka ei ollut aivan suora ja siitä turhautuneena mietin, että ovatko nämä rautakaupan levyt sen verran tarkasti mitoitettuja, että rakenne pysyy suorassa? Ettei ole pientä liikettä niiden välillä jos sivut kuitenkin koostuvat useammasta palasta.
Aiotko jättää ruuvit näkyviin lohkon laidoille? Ja miten kiinnitys jos laittaa perään lisää samanlaisia lohkoja? Jäävätkö ruuvit lohkojen väliin miten?
LOK
Lämmittäjä
Viestit: 197
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Ratarunko reikälevyistä ja 3D-tulosteosista

Viesti Kirjoittaja LOK »

Rakentamani testilohko ei ole täydellinen suorakaide: Päätyjen ja kylkien kohtaamiskulmat ovat 90 asteen sijasta 89–91 astetta kulmaviivaimen ja suorakulman mukaan. Pienessä lohkoradassani tämä ei tosin ole välttämättä ongelma, kun lohkot voi muotoilla sopimaan naapureihinsa. Moduuleissa päätyjen kohtisuoruudesta poikkeaminen sitä vastoin tuottaisi ongelmia, kun moduulit eivät enää istuisikaan nätisti kaikkien eri moduulien kanssa. Reikälevyjen pituuksissa en ole havainnut eroja.

Kulmaraudat eivät siis ole täysin kohtisuoria, mutta lohkorakenne on liikkumaton: Jokainen kulmarauta ja reikälevy on kytketty naapureihinsa vähintään kolmella tiukalle kiristetyllä ruuvin ja mutterilla yhdistelmällä, mikä poistaa rakenteesta liikkumavarat ja natinat. Leikkasin maastopohjan alimman Finnfoam-palan lisäksi siten, että pääsen tarvittaessa jälkikäteen vielä kiristämään muttereita kiintoavaimella.

Ajatuksenani on mahdollisesti joskus valmistaa/valmistuttaa peitelevyt lohkojen kylkiin, jolloin ruuvien päät ja reikälevyt jäävät piiloon katseilta. Rakensin tämän lohkon ensisijaisesti testikappaleeksi, joten en vaivautunut piilottamaan lohkon rakennetta. Mikäli kokoan vastaavalla tekniikalla lisää lohkoja, niin mietin silloin tarkemmin, millä tekniikalla ja mistä materiaaleista teen peitelevyt.

Ajatuksenani on kehittää päädyt tulevissa lohkoissa sellaisiksi, että ruuvinkannat olisivat aina upotettuna oman päätyelementtinsä sisälle. Tässä lohkon demoversiossa halusin kuitenkin käyttää mahdollisimman helposti 3D-mallattavaa ja 3D-tulostettavaa rakennetta.

Tähän nykyiseen lohkoon liittyvistä naapurilohkojen päädyistä olisi suunnitelmana tehdä sellaiset, että nykyisen lohkon päädyt tunkeutuvat pari millimetriä naapurilohkojen kylkien alueelle. Naapurilohkojen päädyt olisi 3D-tulostettu sellaisiksi, että niissä olisi tilaa nykyisen lohkon ruuvinkannoille. Niissä ei siis olisi teräksistä reikälevyä omine ruuvinkantoineen hetimmiten vastassa, vaan uloimpana olisi 3D-tulostettu verholevy.

Ajattelin kytkeä lohkot toisiinsa kylkiensä kautta: Laitan lohkojen väliin kylkien sisäpinnoille pienet reikälevyt, jotka pulttaan kiinni kumpaakin lohkoon. Tällä tavoin veto kohdistuu lohkojen vahvimpiin osiin eli kylkilevyihin. Kylkien peitelevyihin pitäisi tällöin jättää poterot lohkojen kytkentäruuveja varten. Toinen kytkentävaihtoehto olisi, että kylkien päätyihin ruuvattaisiin toiset kulmaraudat ja näihin edelleen lohkoja yhdistävät ruuvit muttereineen.
LOK
lakivija[at]hotmail.com
tv_tyyppi
Lämmittäjä
Viestit: 126
Liittynyt: 27.08.2006 19:49

Re: Ratarunko reikälevyistä ja 3D-tulosteosista

Viesti Kirjoittaja tv_tyyppi »

Vaikuttaa hyvin mietityltä. Kenties mahdollista teettää oikeankokoisia paloja reikälevyjen sijaan jos lähtee tekemään näitä suurempia määriä sekä etsiä oikeasti kohtisuoria kulmarautoja. (mittasin nyt pari tässä sattumalta pyörivää kulmarautaa ja jotkut vaikuttivat olevan aika tarkalleen 90 astetta)
Peitelevyt voisi ehkä tehdä perinteisesti (kevyestä) vanerista ja kiinnittää ne runkoon niihin liimatuilla magneeteilla. Saa helposti irrotettua eikä niitä muuten erityisemmin koske eli ei tarvitse olla kovin tukevasti kiinni.
LOK
Lämmittäjä
Viestit: 197
Liittynyt: 19.10.2015 21:42

Re: Ratarunko reikälevyistä ja 3D-tulosteosista

Viesti Kirjoittaja LOK »

Peitelevyjen magneettikiinnitys on erinomainen idea: Levyt saa silloin helposti syrjään lohkojen liittämisen ja irrottamisen ajaksi. Lohkon omiin kylkiruuveihinkin pääsee tällöin helposti käsiksi, jos ne jostain syystä kaipaavat säätöä. Magneetitkaan ei paljoa maksa ja niitä saa lukuisissa eri mitoissa vaikkapa SP-Elektroniikalta. Kiitos ideasta! :)

Seuraavaan lohkoon voisi kieltämättä metsästää laadukkaampia kulmarautoja: Nämä testilohkon kulmaraudat ovat kaikkein edullisimpia rautoja (0,50 €/kpl), joissa ei ole kulmataitoksen lisäksi mitään lisävahviketta stabiloimassa taitosta. Täytyy vain kaupassa muistaa varmistaa, että laadukkaammissa kulmaraudoissa on nykyisten reikälevyjen kanssa yhteneväinen rei'itys, jotta ne saa sopimaan keskenään.
LOK
lakivija[at]hotmail.com
Vastaa Viestiin