Zamiennik: koło zębate z drukarki 3D - mała zmiana, wielki efekt

Co było potrzebne: Wymiana koła zębatego w silniku ciągnika
Metoda produkcji: Selektywne spiekanie laserowe
Wymagania: Wysoka odporność na zużycie, dobre właściwości ślizgowe i mechaniczne
Materiał: iglidur I3
Branża: Pojazdy użytkowe
Sukces współpracy: Koszty produkcji to jedna dziesiąta kosztów konwencjonalnych metod produkcji, złożona część wykonana z jednego kawałka, zwiększona odporność na ścieranie

Rzut okiem na zastosowanie:
Zespół sprzątający igus używa ciągnika do takich prac jak posypywanie terenu żwirem i transport. Koło zębate, służące jako rozrusznik silnika, było po pewnym czasie tak zużyte, że ciągnik nie mógł ruszyć. Producent nie był w stanie zapewnić pojazdu zastępczego, więc ciągnik pozostał wyłączony z eksploatacji. Po około sześciu miesiącach bezczynności miał zostać zezłomowany. Jednak krótko przed tym do gry wkroczył zespół drukowania 3D, który był w stanie namierzyć zużyte i zepsute koło zębate oraz wydrukować je w ciągu kilku godzin. Ciągnik znów pracuje niezawodnie dzięki kołu zębatemu z iglidur i3, które ma znacznie lepsze właściwości ślizgowe i większą odporność na zużycie niż poprzednio zamontowane koło zębate z konwencjonalnego tworzywa sztucznego.
 

Wymienne koło zębate z iglidur I3 jest znacznie bardziej odporne na ścieranie niż to ze zwykłego tworzywa sztucznego

Problem

W wielu przypadkach, uzyskanie części zamiennych od oryginalnego producenta nie jest tak proste, jak się wydaje. Tak było też w tym przypadku: producent ciągnika, którego ekipa sprzątająca igus używała do różnych prac, takich jak posypywanie terenu żwirem, nie był w stanie dostarczyć nowego koła zębatego. Zepsute koło zębate służyło jako rozrusznik dla dużego koła pasowego silnika. Obciążenie działające na koło zębate przy każdym uruchomieniu silnika było zbyt duże dla elementu wykonanego ze zwykłego plastiku prowadząc do szybkiego zużycia i awarii. Dlatego konieczne było specjalne koło zębate, które było dokładnie dopasowane, odporne na zużycie i miało dobre właściwości ślizgowe.

Rozwiązanie

Zespół zajmujący się drukiem 3D poradził sobie z tym problemem i był w stanie zaprojektować rysunek oryginalnego koła zębatego, używając tego zepsutego. Został on przekształcony w plik STEP, a następnie wydrukowany metodą selektywnego spiekania laserowego przy zastosowaniu materiału iglidur I3. Niewymagające narzędzi drukowanie 3D kosztowało 28 euro za sztukę, co było dziesięciokrotnie bardziej opłacalne niż produkcja mechaniczna, która kosztowałaby ponad 300 euro. Dla produkcji addytywnej, specjalny kształt koła zębatego z geometrią wrzeciona w jego wnętrzu nie stanowi problemu. Ponadto, dzięki większej odporności materiału na ścieranie, drukowane koło zębate zapewnia dłuższą żywotność w porównaniu z dotychczas stosowanym. Ciągnik został uratowany przed złomowaniem i może być ponownie wykorzystany zachowując pełną funkcjonalność.

Druk 3D dla części specjalnych

Jedną z wielkich zalet druku 3D jest praktycznie nieograniczona swoboda przy projektowaniu wymaganych części. Nie ma praktycznie żadnego kształtu, który nie mógłby być wyprodukowany za jednym razem. Jeśli chcesz wyprodukować część zamienną, która albo nie może być już dostarczona przez producenta, albo ma specjalną konstrukcję, drukowanie 3D jest właściwym wyborem. Często wymagane są tylko niewielkie ilości części zamiennych. W tym przypadku produkcja części metodą produkcji addytywnej jest również o wiele bardziej opłacalna. Dzięki niewymagającej narzędzi i oszczędzającej zasoby produkcji uzyskuje się bardziej ekonomiczne ilości. W przypadku ciągnika potrzebne było tylko jedno koło zębate. Przy mechanicznej produkcji kosztowałoby to ponad 300 euro - wydrukowany w 3D element kosztował zaledwie 28 euro.

Wymienione koło zębate, z geometrią wrzeciona w swoim wnętrzu, było gotowe do użycia w ciągu zaledwie kilku godzin od wydrukowania

Po prostu skonfiguruj koło zębate samodzielnie

Firma igus oferuje różne opcje drukowania kół zębatych. Na przykład inżynierowie projektowi mogą skonfigurować wymagane koła zębate za pomocą konfiguratora firmy igus, a następnie zamówić je bezpośrednio. Dowiedz się dokładnie, jak to działa tutaj. Alternatywnie, istniejący model CAD może być przesłany do usługi druku 3D i zrealizowany używając odpowiedniego materiału igus i wybranej metody produkcji.
 

Łatwa konfiguracja koła zębatego dzięki konfiguratorowi igus

Oblicz żywotność koła zębatego

W laboratorium badawczym igus przeprowadzane są różne testy obciążeniowe. Wszystkie produkty firmy igus są poddawane testowi kwasowości, aby upewnić się, że narzędzia online są niezawodne i dostarczają informacji. Jednym z takich narzędzi jest kalkulator żywotności, który określa żywotność kół zębatych wykonanych z iglidur I3 lub I8, w zależności od danych obciążenia specyficznych dla danego zastosowania. W ten sposób można łatwo sprawdzić, czy materiał jest odpowiedni do danego zastosowania i kiedy należy wymienić koło zębate, zanim ulegnie ono uszkodzeniu.

Kalkulator żywotności uwzględnia wszelkiego rodzaju wyniki badań, aby zapewnić dokładne wskazanie przewidywanej żywotności koła zębatego