Entwurf und Bau eines maßgeschneiderten Aluminium-Truck-Campers mit Onshape

Als wir den Innenraum entwarfen und verschiedene Komponenten im/außerhalb/um das Gehäuse herum anordneten, verwendeten wir eine kurze Liste mit den wichtigsten Merkmalen, die wir im endgültigen Wohnmobil haben wollten: 

• Innenstauraum für zwei Mountainbikes,

eine in das Gehäuse integrierte abschließbare Skibox,

• Beibehaltung der werkssetigen Ausstiegswinkel des Fahrzeugs,

ein französisches Bett mit genügend Platz über dem Kopf zum Sitzen,

• Stauraum unter dem Bett,

• Kabinenzugang/Durchgang,

• einen großen 12V-Kühlschrank,

• anpassungsfähig an kaltes und warmes Wetter,

• 25-Gallonen-Frischwassertank,

• 2.000-Watt-Benzinheizung und 

• ein komplettes Solar-/Elektrizitätssystem.

Als wir anfingen, das Design einzugrenzen, wurde mir immer klarer, dass der ursprüngliche Plan, Rohmaterialien zu bestellen und das Gehäuse mit Werkzeugen aus der Werkstatt und einem Schweißer zu fertigen, verrückt war. 

Ich begann mit dem Bau der maßgefertigten Pritsche des Truck-Campers nach dieser Methode – es funktionierte zwar, war aber knifflig und zeitaufwendig. 

Ich hatte früher bei der Arbeit viele lasergeschnittene Aluminiumteile verwendet, und eine Bemerkung meines alten Chefs und Mentors, alles lasergeschnitten zu beschaffen, wurde schnell zu einem ernsthaften Thema. Ich wandte mich an ihn und einige alte Freunde aus dem Robotik-Club und bat sie um Rat und Hilfe bei verschiedenen Herausforderungen im Laufe des Projekts.

Praktische Werkzeuge für die Blechbearbeitung

Die Option, die Elemente Option für den maßgeschneiderten Truck-Camper laserschneiden zu lassen, wurde attraktiver, als wir anfingen, die Herstellungskosten zu vergleichen. Materialausnutzung, genaue Schnitte, Toleranzen – all das summiert sich, wenn ein Mensch die Messungen und den Zuschnitt vornimmt. Auch der Gedanke, wie der Aluminiumschrott nach dem Schneiden recycelt werden sollte, war entmutigend. Wir entschieden uns für ein lasergeschnittenes Design.

Das war eine wichtige Entscheidung. Bei diesem Projekt musste ich unglaublich viel lernen und beachten – ich war der Designer, der Hersteller und der Kunde. Es war eine gute Entscheidung, den Schwerpunkt mehr auf Design und Technik als auf die maßgeschneiderte Fertigung zu legen. Ich verbrachte viel Zeit damit, das Design des Aluminiumblechs vor der Bestellung zu überprüfen, da wir nach der Erteilung des sehr teuren Auftrags keine Änderungen mehr vornehmen konnten.

Es war nicht einfach, das Modell des Gehäuseentwurfs in herstellbare Paneele zu zerlegen, aber das Tool Onshape Sheet Metal erwies sich als große Hilfe. Mit einem 5×10-Fuß-Aluminiumblech als Richtwert für die maximale Größe der Teile begann ich mit der Aufteilung unserer Außenfläche/des Gehäusedesigns. Ich musste mir Gedanken darüber machen, wie das Ganze zusammengebaut werden sollte (auf dem Truck und in der Einfahrt), und wollte, dass alle Teile miteinander verbunden sind, damit wir, die bedauernswerten Hersteller, nicht mit kritischen Positionierungen konfrontiert wurden. Letztendlich entschied ich mich für ein Design mit gebogenen Innenflanschen zwischen den Paneelen, die wir zusammennieten würden, bevor wir die Außenseite schweißen, sodass alles wie aus einem Stück aussah.

Verwendung der Flyout-Ansicht für flache Muster in Blechen in Onshape 

Ich habe das Modell grob in drei Teile geteilt: Front, Mitte und Heck sowie oben, Mitte und unten. Dann machte ich mich an die Verdickung eines Blechmodells aus ausgewählten Flächen. Der schwierige Teil war, sie alle miteinander zu verbinden und mit Nietmustern und Flanschen zu versehen. 

Aufteilung des Baus des Truck-Campers in Paneele und Verbindung der Paneele untereinander  mit Formflanschen.

In diesem Prozess fiel es mir schwer, bestimmte Formflansche und Nietmuster herzustellen, da die gewünschte Funktionalität fehlte. 

Glücklicherweise hatte jemand vor mir das Custom Feature Formflansch geschrieben, dass diese Lücke füllte. Ich war bereits von Onshape begeistert, aber in diesem Moment machte es wirklich klick. Die Onshape-Community hatte eine spezielle Funktion entwickelt, die mir ermöglichte, etwas zu tun, was nativ nicht möglich war, und das hat mich umgehauen.

Wir beauftragten Oshcut, ein Metallverarbeitungsbetrieb in Orem, Utah, USA, für Laserschneiden und Biegen. Das war wirklich wichtig, denn es gibt ein Online-Tool (siehe Video oben), das die Biegungen in der Platte für den Designer visualisiert und alle Konflikte mit der Abkantpresse hervorhebt. Da viele unserer Platten nicht sofort herstellbar waren, konnte ich dieses Echtzeit-Feedback nutzen, um in Onshape Änderungen vorzunehmen und relativ schnell eine Lösung für alle Platten zu finden. Wir ließen unsere Teile aus einem 1,16 mm starken Aluminiumblech 5052 anfertigen, und beim Zuschnitt hatte unsere Bestellung über 3.000 Nietlöcher in 36 maßgeschneiderten Teilen. 

Der Entwurf von Elementen mit vielen Verbindungen kann mühsam sein. Aber wie das Oshcut-Angebotswerkzeug ist Onshapes duale Ansicht für die Blechkonstruktion ein entscheidendes Kriterium. Nach der Erstellung eines Blechmodells kann das flache Muster angezeigt werden und das Volumenmodell gleichzeitig bearbeitet wird. Dies ermöglicht ein Echtzeit-Feedback für die Blechkonstruktion. 

Nach der Erstellung von Flanschen, die eine Platte mit einer anderen verbinden, prüfte ich die Herstellbarkeit in der Flachmusteransicht und Oshcut. Anschließend wiederholte ich den Vorgang. Die meisten Platten sind an vier Stellen mit anderen Platten mit einem passenden Nietmuster verbunden.

Nachdem ich alle Probleme mit dem Design gelöst hatte, gab ich die Bestellung auf und mietete einen U-Haul-Anhänger, um die Paneele abzuholen. 

Zu Hause sahen die Teile großartig aus, und ich war nervös, weil mein Entwurf jetzt Realität werden sollte. Ich war unendlich erleichtert, als ich eine 3/16-Zoll-Niete in das erste der 3.000(!!) Löcher setzte und sah, dass der Abstand genau richtig war. 

Wir fuhren fort, die Paneele mit einer groben Montage auf dem Boden zu überprüfen. Wir richteten die Lochmuster mit Klemmen aus, um die Paneele zusammenzufügen.

Der Entwurf wird Realität

Der Zusammenbau des Campers nahm viel Zeit und Mühe in Anspruch. Ich stützte mich dabei stark auf die Ressourcen des Aluminium-Flugzeugbaus und benutzte eine pneumatische Nietpistole, Klemmbacken und Schlagleisten zum Setzen von Vollnieten. Wir lernten, wie man Vollnieten an engen Stellen setzt und wie man sich verständigt, wenn Material zwischen uns steht. Als das Gehäuse vollständig zusammengenietet war, schweißte ich alle Nähte, um sie wasserdicht zu machen, und verstärkte das Gehäuse mit Kastenrohr und Winkeleisen.

Da wir uns auf Abenteuer freuten und uns auf den Weg machen wollten, haben wir das Modell nicht vollständig geglättet, um alles per Laser schneiden zu lassen (obwohl das im Nachhinein vielleicht schneller gegangen wäre). Es gab immer noch Probleme, die ich lösen musste. Das schwierigste war die Eingangstür, für die ich die richtige Dichtung, die Scharnierpunkte, die Gasdruckfedern, die Verriegelung und die Sicherung und vor allem die Stärke der unteren Hälfte der Klappe, die als Treppe diente, finden musste. Das eigene Design zu bauen befriedigt ungemein und macht gleichzeitig demütig.

Für diese Projekte nutzte ich mich mehr und mehr die iOS-Version von Onshape auf meinem Smartphone, mit der ich die Maße überprüfte, Elemente gemessen und Änderungen vorgenommen habe, damit meine Umsetzung mit dem CAD-Modell übereinstimmte.

Lessons Learned und Reflexion

Wir brauchten etwa vier Monate für den Entwurf und dann noch einmal vier Monate für den Bau, bis der Camper fahrbereit war. Zuerst war er eine glorifizierte Kiste mit Fenstern – aber er wurde schnell zu einem zweiten Zuhause;

Im Laufe des Bauprozesses begannen wir, das Fahrzeug auf Reisen an verschiedenen Meilensteinen zu testen. Bislang haben wir einige wichtige Lektionen über unser Design gelernt:

• Der Eingang zum Camper sollte nicht auf der Fahrerseite angebracht werden.

• Anstelle einer Waschbeckenschublade ist ein im Boden eingelassenes Waschbecken, das gleichzeitig als Eingangsmatte dient, funktioneller und praktischer.

• Lasergeschnittene und genietete Säulen sind besser geeignet als geschweißte Kastenrohre.

• Flansche, die sich auf den ebenen Flächen der Paneele treffen, lassen sich leichter zusammennieten.

• Ein Zugang zu den Systemen muss eingeplant werden; bei unserem Entwurf sind Heizung und Wasser verdeckt.

• Die thermische Trennung zwischen dem Kastenrohr und dem Inneren hätte besser sein können, als wir geplant hatten. 
  
  

Mit zunehmender Kilometerleistung mussten wir abwägen, ob wir den Camper aufrüsten oder ihn für Spaßreisen nutzen wollten. Bislang haben wir 27.000 Meilen mit dem Camper zurückgelegt und damit 16 westliche Bundesstaaten, die Upper Peninsula in Michigan, USA, sowie die kanadischen Provinzen Alberta und British Columbia bereist.

Wir erleben weiter Abenteuer, gleichzeitig modifizieren und bauen (er ist nie fertig!) wir weiter – uns ist ein Punkt sehr klar geworden: Seinen eigenen Truck-Camper zu bauen, ist unglaublich befriedigend, aber die Werkzeuge, die man benutzt, sind mindestens genauso wichtig!

Ich habe Onshape für das gesamte Projekt verwendet und empfehle es sowohl für den professionellen als auch für den privaten Gebrauch – ob Sie mit CAD vertraut sind oder nicht – CAD in vollem Umfang und nur eine Anmeldung entfernt zu haben, ist die Zukunft. Kommen Sie mit!