Mô hình cầu đường sắt dầm sàn đá dằn (Ballast Deck Girder Bridges)

Đây là mô hình cầu dầm (girder bridge) khá chi tiết, dựa trên thiết kế phổ biến của tuyến đường sắt Michigan Central dọc theo sông Huron. Cây cầu cụ thể này nằm cạnh đập Barton và có nét độc đáo là các thanh giằng được bố trí không đồng đều dọc theo dầm, tạo nên vẻ ngoài như "răng thưa". Tuyến Wolverine của Amtrak hiện vẫn đang sử dụng đường ray này, cùng với một vài chuyến tàu hàng của Norfolk Southern. Đường sắt New York Central có vẻ rất chuộng kiểu thiết kế sàn chứa đá dằn (ballast deck). Hiểu đơn giản thì mặt trên của cầu giống như một chiếc bồn tắm chứa đầy đá dằn, và đường ray được đặt trên lớp đá đó. Nhờ vậy, đường ray không bị chuyển tiếp từ nền đá dằn sang thép rồi lại trở về nền đá dằn. Vì không tìm thấy bộ kit thương mại nào có thiết kế này, mình nghĩ đây sẽ là một dự án thú vị để học OpenSCAD. File GirderBridgeMakerV4.0.scad đóng vai trò như một thư viện cho các loại cầu dầm.

Tất cả những thứ này vẫn đang trong quá trình hoàn thiện. Hy vọng mình sẽ có thời gian cải tiến file thiết kế hơn. Mình đã in thử cầu đập Barton và lắp ráp nó (xem hình ảnh). Mình in bằng PLA tái chế, do phòng in bị ẩm nên kết quả không được ưng ý như mong đợi. Với một chiếc máy in được căn chỉnh tốt cùng nhựa in khô chất lượng, bạn chắc chắn sẽ tạo ra được những mô hình rất đẹp. Vòi phun nhỏ hơn 0.4mm cũng có thể giúp tăng độ chi tiết. Sau khi thử nghiệm, mình nhận ra nhiệt độ nhựa quá cao, nên đã hạ xuống 195°C và bật chế độ rút nhựa (retraction), kết quả đã cải thiện rõ rệt.

Điểm cần lưu ý nhất khi in mô hình này là các chi tiết mỏng, đặc biệt là phần đầu dầm và các cạnh góc. Mình đã thêm tùy chọn FFFprinting để tăng kích thước các phần mỏng nhất. Về bề mặt, mình in mỗi dầm làm hai phần và sử dụng tính năng ironing để làm mịn.

Mình có đính kèm file 3mf để các bạn tham khảo cài đặt in. Lưu ý: cần in dầm 2 lần, loại neo trượt (sliding anchor) 4 lần, neo trung tâm 2 lần và nửa giằng chữ X 16 lần. Các chốt (dowel) cũng được bao gồm để căn chỉnh.

Việc lắp ráp hơi thử thách vì các mảnh khá mảnh và không có bề mặt kẹp phẳng. Mình có đính kèm các khối kẹp (clamping blocks) trong file STL. Mình dùng kẹp Super Clamp của Erick Neilson (dựa trên thiết kế của Jes jj từ Thingiverse) để giữ cố định khi dán bằng keo epoxy chậm khô.

Cập nhật ngày 08/08/2022 - Cải thiện thanh giằng chữ X, cập nhật cầu ArgoDamBridge, thêm trụ cầu và mố cầu. Cập nhật ngày 19/08/2022 - Thêm cầu SchuykillRiverBridge và cầu dầm qua (thru girder) dùng dầm chữ I. Cập nhật ngày 04/03/2023 - Thêm file 3mf cho cầu Argo Dam và cầu Wabash Railroad (nay là Norfolk Southern) tại Milan, Michigan. Cập nhật ngày 07/03/2025 - Khuyên dùng bản OpenSCAD "Development Snapshots" vì tốc độ render nhanh hơn gấp nhiều lần so với bản ổn định.