Moja osoba do kontaktu
igus® Sp. z o.o.

ul. Działkowa 121C

02-234 Warszawa

+48 22 863 57 70
+48 22 863 61 69

Odporny na zużycie polimer: elementy drukowane 3D w laboratorium testowym

Przejdź do testów:

Niska ścieralność dzięki trybologicznym polimerom z drukarki 3D

Zużycie jest ważnym aspektem części w aplikacjach ruchomych. Odporne na zużycie polimery, takie jak nasze materiały iglidur, stanowią rozwiązanie minimalizujące zużycie i zwiększające żywotność części. Ze względu na właściwości trybologiczne, materiały iglidur są idealne do wszystkich obszarów zastosowań, w których ważny jest dobry współczynnik tarcia i bardzo niskie zużycie.  
 
Laboratorium testowe igus zajmuje powierzchnię 3800 m². W rozległej serii eksperymentów igus® bada i opracowuje nowe materiały do drukowania 3D do zastosowań ruchomych w największym w branży laboratorium testowym. Wszystkie materiały są testowane pod kątem ich właściwości trybologicznych w różnych seriach testowych, aby zminimalizować zużycie i okresy konserwacji. Są szczególnie odporne na tarcie i zużycie oraz zapewniają bezsmarowe i bezobsługowe działanie. Polimery iglidur oferują bardzo dobre właściwości trybologiczne i zapewniają dłuższą żywotność polimerowych komponentów.

W naszym laboratorium testowym nieustannie badamy właściwości trybologiczne części drukowanych 3D w oparciu o DIN ISO 7148-2. Seria testów obejmowała ruchy liniowe, wahliwe oraz obrotowe przy współpracy z różnymi materiałami wałów. Dzięki naszemu filamentowi iglidur® J260-PF, wartości tarcia i zużycia były niskie we wszystkich testach, podczas gdy standardowy materiał ABS szybko zawiódł podczas testu obrotowego na wale ze stali nierdzewnej. We wszystkich konfiguracjach testowych łożyska ślizgowe drukowane z użyciem specjalnego filamentu iglidur wykazywały się podobną odpornością na zużycie, co standardowe części iglidur wykonywane metodą formowania wtryskowego. Dzięki odpornemu na zużycie polimerowi iglidur I3 i zoptymalizowanemu kształtowi zęba nasze koła zębate wydrukowane 3D osiągają dłuższą żywotność niż standardowe materiały.
 
 

Test zużycia: długi skok liniowy

Materiały do drukowania 3D podczas testu: odporny na zużycie polimer iglidur® I3 pokonuje materiał ABS o współczynnik 33
Testy w ruchu liniowym (długi skok)  

Parametry testowe:

  • Nacisk powierzchniowy: 0,11 MPa
  • Szybkość powierzchniowa 0,34 m/s
  • Skok: 370 mm
  • Materiały wałów: aluminium pokryte twardą anodą
  • Czas trwania: 3 tygodnie

Test zużycia na wykresie liniowym  

     Y = współczynnik zużycia [μm/km]
 
     1. ABS (FDM)
     2. iglidur® I180 (FDM)
     3. iglidur® I3 (SLS)
     4. iglidur® J formowany wtryskowo

Zużycie ścierne liniowych tulei ślizgowych po badaniu  

Wynik testu:
test długiego skoku wykazuje niższy współczynnik zużycia o współczynnik 15 dla iglidur I180 (FDM), a nawet o współczynnik 33 dla iglidur I3 (SLS). Ze względu na bardzo dobre właściwości trybologiczne, odporne na zużycie materiały iglidur są idealne do zastosowań o długim skoku, takich jak suwnice X-Y do zastosowań pick-and-place lub łożysk i listew ślizgowych w drukarce 3D.

Testo zużycia: krótki skok liniowy

Właściwości trybologiczne łożysk ślizgowych z drukarki 3D są prawie identyczne z tymi formowanymi wtryskowo
Test zużycia liniowego przy krótkim skoku  

Parametry testowe:

  • Nacisk powierzchniowy: 1 MPa
  • Szybkość powierzchniowa: 0,3 m/s
  • Skok: 5 mm
  • Materiały wału: CF53 (lewy pasek) i 304 SS (prawy pasek)
  • Czas trwania: 1 tydzień

Test zużycia na wykresie liniowym  

Y = współczynnik zużycia [μm/km]
 
1. ABS (FDM)
2. iglidur® J260 (FDM)
3. iglidur® J260 (FDM)

Test zużycia liniowego przy krótkim skoku  

Wynik testu:
łożyska ślizgowe wykonane z odpornego na zużycie polimeru iglidur J260 mają podobnie dobre wskaźniki zużycia, niezależnie od metody produkcji. Formowane wtryskowo łożyska ślizgowe iglidur J260 i łożyska drukowane w 3D zostały przetestowane przy tym samym obciążeniu i szybkości powierzchniowej.  
Ponadto, test ten pokazuje, że dzięki właściwościom trybologicznym naszych materiałów do drukowania 3D iglidur współczynnik tarcia i zużycie ścierne są znacznie niższe niż w przypadku standardowych materiałów ABS.

Test zużycia: ruch wahliwy

Do 50 razy wyższa odporność na ścieranie dzięki polimerom iglidur
Test zużycia w ruchu wahliwym  

Parametry testowe:

  • Nacisk powierzchniowy: 20 MPa
  • Szybkość powierzchniowa 0,01 m/s
  • Kąt wahnięcia: 60°
  • Materiały wału: 304 SS
  • Czas trwania: 4 tygodnie

Wykres testu zyżycia przy ruchu wahliwym  

Y= współczynnik zużycia [µm/km


1. PA12 (SLS)
2. PA12 + glass balls (SLS)
3. iglidur® I3 (SLS)
4. iglidur® W300 formowany wtryskowo

Zużycie ścierne łożysk ślizgowych podczas teście zużycia przy ruchu wahliwym  

Wynik testu:

Podczas testu przy ruchu wahliwym, właściwości trybologiczne filamentów iglidur prowadzą do  50-krotnie wyższej odporności na ścieranie w porównaniu ze standardowymi materiałami do drukowania 3D (np. ABS). Odporny na zużycie polimer zapewnia znacznie dłuższą żywotność łożysk ślizgowych i innych elementów.

Test zużycia: Ruch wahliwy przy dużym obciążeniu

Porównywalne właściwości trybologiczne łożysk ślizgowych drukowanych i formowanych wtryskowo
Test zużycia podczas ruchu wahliwego przy dużym obciążeniu  

Parametry testowe:

  • Nacisk powierzchniowy: 10, 20 i 45 MPa
  • Szybkość powierzchniowa 0,01 m/s
  • Kąt wahnięcia: 60°
  • Czas trwania: 1 tydzień

Wykres testu zużycia podczas ruchu wahliwego przy dużym obciążeniu  

      Y= współczynnik zużycia [µm/km] 
       
      1. iglidur® I3 (SLS)
      2. iglidur® I180 (FDM)
      3. iglidur® G formowany wtryskowo
      4. iglidur® W300 formowany wtryskowo

      Odporny na zużycie polimer w teście na zużycie podczas ruchu wahliwego przy dużym obciążeniu  

      Wynik testu:
      ten test dużego obciążenia pokazuje, że łożyska ślizgowe drukowane 3D (metodą drukowania SLS) wytrzymują obciążenia do 45 MPa nacisku powierzchniowego. To pokazuje, że zużycie ścierne i właściwości trybologiczne są tak samo dobre, jak w przypadku łożysk ślizgowych wykonanych poprzez formowanie wtryskowe. Przetestowano łożyska ślizgowe o średnicy i długości 20 mm, tj. łożysko ślizgowe wydrukowane 3D obciążono masą 1800 kg. Wyniki testu pokazują, że łożyska ślizgowe wykonane z odpornych na zużycie polimerów iglidur są również odpowiednie do zastosowań w trudnych warunkach.  

      Test zużycia: nakrętka napędowa

      Materiały iglidur w druku 3D: odporne na zużycie polimery bardziej trwałe o współczynnik 6 do 18 w porównaniu ze standardowymi materiałami
      Nakrętka napędowa, o wysokiej odporności na zużycie  

      Parametry testowe:

      • Moment obrotowy: 129 Nm
      • Skok: 370 mm
      • Szybkość: 290 [obr./min.]
      • Czas trwania: dwa tygodnie

      Wykres testu zużycia nakrętki napędowej  

      Y = współczynnik zużycia [mg/km]
       
      1. ABS (FDM)
      2. iglidur® I180 (FDM)
      3. iglidur® J260 (FDM)
      4. iglidur® I3 (SLS)
      5. iglidur® J formowany wtryskowo

      Nakrętka napędowa, o wysokiej odporności na zużycie  

      Wynik testu:
      w tym teście, odporność na zużycie igus materiałów do drukowania 3D jest wyższa  o współczynnik 6 do 18 w porównaniu do materiałów konwencjonalnych, w zależności od materiałów i metody drukowania 3D.
      Drukowanie nakrętek napędowych w 3D oferuje korzyści pod względem kosztów, szczególnie przy małych ilościach, ponieważ gwint może być wytwarzany bezpośrednio w drukarce 3D, a zatem nie jest potrzebne drogie narzędzie do cięcia gwintu. Trzeba tylko zbudować model gwintu.
       

      Test tarcia: ruch obrotowy

      Porównanie odpornego na zużycie polimeru iglidur i standardowego materiału ABS - niższy współczynnik tarcia z iglidur
      Test tarcia podczas ruchu obrotowego  

      Parametry testowe:

      • Nacisk powierzchniowy: 1 MPa
      • Szybkość powierzchniowa 0,1 m/s
      • Materiał wałka: Cf53

      Wykres testu tarcia podczas ruchu obrotowego  

      Y = współczynnik tarcia [-]
      X = czas trwania [h]

       
      1. PA12 (SLS)
      2. iglidur I3 (SLS)
       
       
       

      Zużycie ścierne podczas testu: współczynnik tarcia podczas ruchu obrotowego  

      Wynik testu:
      właściwości trybologiczne iglidur I3 są lepsze o współczynnik 2 podczas testu niż w przypadku standardowych materiałów do drukowania 3D.  Wynika to z faktu, że materiały iglidur zawierają smary stałe, które obniżają współczynnik tarcia i znacznie zwiększają odporność na zużycie. Odporne na zużycie polimery i właściwości trybologiczne są pomocne przy projektowaniu silników i sił napędowych, ponieważ połowa tarcia wymaga tylko połowy siły napędowej.

      Koła zębate wykonane z odpornego na zużycie polimeru podczas testowania

      Porównanie POM i iglidur I6: przestoje przy POM - iglidur I6 prawie żadnego zużycia ściernego
       

      Parametry testowe:

      • Moment obrotowy: 4,9 Nm
      • Szybkość: 12 [obr./min.]
      • Element przeciwny: twardo anodowane aluminium
      • Czas trwania: 2 miesiące
      1. POM: 321 000 cykli: Wysokie zużycie
      2. POM: 621 000 cykli: przestój
      3. iglidur® I6: 1 milion cykli: niskie zużycie
       
      Wynik testu:

      Podczas testu przekładni ślimakowej  przetestowano szeroki zakres polimerów. Zarówno produkowane mechanicznie, jak i drukowane w 3D.  Żaden inny polimer nie osiągnął tak długiej żywotności jak nasz odporny na zużycie iglidur I6 (w druku SLS).   Ze względu na bardzo dobre właściwości trybologiczne, przekładnie ślimakowe wykonane z iglidur I6 są również stosowane w modułowym systemie robolink do ramion robotów.

      Porady

      Z przyjemnością osobiście odpowiem na Państwa pytania

      Wysyłka i doradztwo

      Osobiście:

      Od poniedziałku do piątku od 7:00 do 20:00.
      Soboty od 8:00 do 12:00.

      Online:

      24h