3D modeling a tisk

Most převádí horní trať přes dvojkolejku s trolejovým vedením. Měří 30 cm v ose koleje, což ve skutečnosti odpovídá zhruba 36 metrům, a leží v oblouku o poloměru 396 mm. Nad dvojkolejkou nemůže stát pilíř, takže most překlenuje celé pole najednou.

Nesou ho dva ocelové příhradové nosníky pod kolejí, se svislicemi, diagonálami a lomeným dolním pásem. Uprostřed jsou nejvyšší a k pilířům se snižují. Kolej leží přímo na otevřené mostovce, kterou zespodu zpevňuje vodorovné ztužidlo. Po obou stranách vedou chodníky ze slzičkového plechu se zábradlím a mezi kolejnicemi jsou pojistné úhelníky.

Most stojí na dvou kamenných pilířích z pravidelného kvádrového zdiva. Jeden z nich má dole zkosený roh, aby nepřekážel trati pod mostem.

Celý most je vytištěný z několika dílů. Rám mostovky je rozdělený na dvě poloviny, nosníky se tisknou rovně a teprve při lepení se ohnou do oblouku. Zábradlí i úhelníky jsou tištěné, ne z drátu.

Most je ocelový trámový most s dolní mostovkou – kolej vede mezi dvěma hlavními nosníky, takže z vlaku je vidět jen jejich horní pásnice. Celkem má tři pole, každé o rozpětí 20 metrů (ve skutečnosti 60 m, na kolejišti 50 cm), a stojí na dvou kamenných pilířích a dvou krajních opěrách zapuštěných do náspu.

Každé pole tvoří jeden díl: dno s kanálem, do kterého se vkládá běžná kolej Tillig, po stranách chodníky kryté ocelovými plechy a dva hlavní nosníky vysoké 1,9 m. Boky existují ve dvou provedeních – plnostěnné nosníky s výztuhami, nebo příhradové nosníky se svislicemi, diagonálami a nýtovanými styčníkovými plechy. Díly se na pilíře jen nasazují do úložných prahů, takže jdou kdykoli sundat.

Pilíře jsou 5 × 2,2 m v půdorysu a téměř 5 m vysoké, z pravidelných kamenných kvádrů se soklem a hlavicí; krajní opěry jsou poloviční pilíř s blokem schovaným v náspu.

Celý most je vlastní návrh. Nekreslil se v CAD, ale vzniká z parametrického skriptu v Pythonu – změní-li se jedno číslo (třeba šířka koleje nebo výška pilíře), všechny díly se přegenerují a pořád na sebe sedí. Tiskne se na FDM tiskárně Prusa z PLA, bez podpor; reliéf zdiva a plechů má vrstvy 0,05 mm.

Viadukt je dvoudílná stavba: tištěná kostra + nalepený kamenný obklad.

1. Jádro — kostra. FDM z PLA. Viadukt je rozdělený na 4 segmenty a každý segment je ještě podélně rozpůlený v ose, takže kostru tvoří 8 kusů. Tisknou se ale jen 4 různé díly — druhá polovina viaduktu jsou tytéž díly otočené o 180°, protože viadukt je podélně symetrický. Každá půlka leží při tisku řeznou plochou na desce, takže nikde není převis a nejsou potřeba podpory.

2. Obklad — kámen. Fotopolymer (resin), vrstva 0,05 mm. 58 dílů v šesti čeledích: lícové panely zdiva (10), pláště otvorů neboli podhledy kleneb (8), parapetní zídky (10), chodníkové desky (10), sokly patek (10) a římsové lišty (10). Jádro je všude o tloušťku obkladu menší, takže po nalepení vyjdou hotové rozměry přesně.

Celkem 66 dílů.

Proč dvě technologie: FDM udělá nosnou kostru rychle a levně, ale vrstva 0,2 mm kamenné zdivo neudělá. Resin ano — a protože obklad je jen 1,2 až 2,2 mm tenký, spotřebuje se ho málo.

Spáry jsou schválně na dvou různých místech: dělicí spáry jádra jsou v osách pilířů, spáry obkladu ve vrcholech kleneb.

Když jsem se rozhodl nechat dvojkolejku na přední části trati přiznanou, bylo jasné, že bude potřeba něco, co ji podepře a zároveň bude stát za podívanou. Vznikla tak dva metry dlouhá kamenná opěrná zeď — celá vytištěná na 3D tiskárně a celá generovaná skriptem, takže si ji kdykoliv můžu přepočítat znovu.

Co to je za zeď

Zeď začíná u pilíře obloukového mostu, obloukem o poloměru 494 mm se stáčí o 75° a pak pokračuje 1370 mm rovně až k tunelovému portálu. Dohromady 2016 mm, což je v měřítku TT 1:120 skoro 242 metrů skutečné zdi.

Horní hrana je vodorovná, terén pod zdí ale klesá, takže zeď je u tunelu vysoká 105 mm (12,6 m) a u mostu jen 67 mm (8 m). 

Členění: opěráky a slepé arkády

Holá dvoumetrová plocha by vypadala jako tapeta. Zeď je proto rozdělená opěráky po 74,7 mm (9 metrů), které vystupují z líce o 2,8 mm u paty a zužují se k 1,96 mm u skosené hlavice. Sahají do dvou třetin výšky zdi a mají střídavě vázané nárožní kvádry.

Mezi opěráky jsou na rovném úseku slepé arkády — zapuštěná pole s klenutým záklenkem z patnácti klenáků. Vrchol všech arkád leží ve stejné výšce 44 mm pod římsou; jak zeď roste do výšky, prodlužuje se jen rovná část pod obloukem. Směrem k mostu arkády prostřídaně dobíhají, aby nekončily náhle uprostřed ničeho.

Zdivo: každý kámen zvlášť

Zdivo není textura. Každý kámen je samostatné těleso: řada vysoká 2,80 mm (33 cm), délka kamene náhodně 3,5 až 8 mm, líc odskočený o 0 až 0,42 mm, aby stěna nebyla placatá. Spáry jsou tvořené zkosením hran — tryska 0,4 mm neumí vytisknout drážku užší než asi 0,45 mm, ale zkosit hranu kamene o 0,3 mm umí bez problému, a ze dvou zkosení vznikne pěkná véčková spára 0,6 mm široká a 0,35 hluboká.

Všechno v ose Z leží na násobcích 0,07 mm, což je výška vrstvy. Nic se tedy nemusí zaokrouhlovat a každý odskok vyjde přesně na celé vrstvy.

Jak zeď rozřezat, aby spoj nebyl vidět

Dva metry se na podložku nevejdou, takže se zeď tiskne po dílech. Otázka byla, kudy vést řez.

První pokus vedl spáru osou opěráku — a bylo to vidět na první pohled. Uprostřed opěráku je v každé řadě jeden dlouhý kámen a zub ho nutně rozpůlil. Zuby navíc měly pevnou hloubku 3,5 mm bez ohledu na to, kde zrovna kameny jsou, takže řez končil uprostřed kamene i v běžném zdivu.

Druhá verze to řeší dvěma věcmi:

Vazba je globální. Rozmístění kamenů se losuje pro celou zeď od nultého milimetru, ne pro jednotlivý díl. Dva sousední díly proto „vidí" úplně stejné kameny a vazba přes spoj plynule pokračuje.

Zub končí ve skutečné spáře. Pomyslný "nůž", kterým se díl v programu ořezává, si polohy svislých spár bere z té globální vazby. Žádný kámen se nepůlí — zub je vždycky celý kámen. Vůle 0,15 mm se schová do véčkové spáry, takže po slepení není poznat, kde jeden díl končí a druhý začíná.

V oblouku vede spára uprostřed mezi dvěma opěráky, aby bylo vidět, že opěrák drží rovný díl. Na rovince vede těsně za patkou opěráku, kde ji kryje jeho stín; nad hlavicí opěráku, kde už je volné zdivo, se zase zubí naplno.

Oblouk je poskládaný z devíti rovných dílů — odchylka tětivy od pravého oblouku je 1,4 mm, což je v TT 17 centimetrů a na kolejišti to oko nerozezná.

Římsa, krycí desky a zábradlí

Nahoře je římsa a na ni se lepí pás krycích desek z náhodně dlouhých kamenných desek, které se o pár setin liší výškou. Deska přečnívá 0,3 mm přes líc jako okapní nos a 2,5 mm dozadu, takže zároveň zakryje předěl mezi tiskem a polystyrenem. V oblouku jsou spáry mezi deskami vějířovité — sklon se plynule mění od −4,33° k +4,33°, takže spoj dvou lišt vyjde přesně radiálně a krycí deska čte jako plynulý oblouk, přestože zeď pod ní je lomenice.

Do desek jsou vygenerované dírky 0,8 × 0,7 mm pro zábradlí. To je tištěné naležato jako plochý pás 0,5 mm silný: madlo, střední pás a stojny s čepem, který zaleze do dírky a tam se zakápne vteřiňákem. Na spáře mezi segmenty je silnější koncová stojna, o kterou se opře madlo dalšího kusu — spoj tedy není na tupo uprostřed madla.

Tisk

Prusa MK4S, tryska 0,4 mm, vrstva 0,07 mm, ironing vypnutý, bez podpor. Díly se tisknou naležato lícem nahoru, nejdelší má 236 × 101 mm. Celá zeď je 16 dílů, dohromady asi 437 cm³ materiálu, tedy zhruba 540 gramů PLA. Zábradlí i krycí desky se vejdou každé na jednu podložku v jednom zátahu.

Jedna drobnost z praxe: skosení 45° musí při tisku mířit doleva. Doprava se na nich dělá otřep.

Výsledek

Model se generuje skriptem v Pythonu, takže kdykoliv změním výšku řady, délku kamenů nebo rozteč opěráků, vypadne celá série znovu — a protože je vazba deterministická, vypadnou úplně stejné kusy jako předtím. To se hodí víc, než by člověk čekal: párkrát se mi stalo, že jsem omylem přepsal STL exportem ze sliceru, a bylo to otázka dvou vteřin.

Více v sekci Plastikové modely MĚŘÍTKO 1/24 - Podvalník Kässbohrer K.SLA 4-2N