Zdumiewająco dobra jakość wydrukowanych w 3D części zamiennych do zabytkowych samochodów

• Co było potrzebne? Wymiana ślimaka w prędkościomierzu klasycznego samochodu
• Metoda produkcji: Selektywne spiekanie laserowe z proszkiem SLS
• Wymagania: Duża trwałość, precyzja, korzystna cena
• Materiał: iglidur® i6
• Przemysł: Przemysł motoryzacyjny
• Sukces dzięki współpracy: Wysoka precyzja, brak ścierania, szybka i ekonomiczna produkcja, brak konieczności smarowania

Aplikacja w skrócie:
Znalezienie części zamiennych do zabytkowych samochodów jest zazwyczaj trudne, jeśli nie niemożliwe. Jest to znany problem, szczególnie trudny w przypadku egzotycznych pojazdów i rzadkich modeli. Dr Jörg Pühler, właściciel Stanleya 750B zbudowanego w 1924 roku, szukał części zamiennej do licznika kilometrów w swoim prędkościomierzu.
Oryginalna część została całkowicie zniszczona z powodu zużycia i prac wykonanych w samochodzie przez poprzedniego właściciela. Usługa druku 3D online firmy igus® Wymagany wał ze śrubą i przekładnią mógł zostać wydrukowany w ekonomiczny sposób i w krótkim czasie z odpornego na ścieranie tworzywa sztucznego SLS iglidur® i6.

W prędkościomierzu Stewart Warner koło zębate na pierwszym wale pośrednim, które zazębia się ze ślimakiem na wale wejściowym, nie było już sprawne. Zębnik nie zazębiał się już z przekładnią ślimakową. Ze względu na prace wykonane na prędkościomierzu przez poprzedniego właściciela, niemożliwe było określenie prawidłowych wymiarów. Produkcja części zamiennej wymagała kilku prób i materiału, który był stabilny, zapewniał wysoką precyzję i nadawał się do ciągłego użytkowania.

Dzięki usłudze druku 3D firmy igus, w pełni funkcjonalna część zamienna została wykonana z materiału iglidur i6. Dzięki szybkiej i ekonomicznej produkcji metodą spiekania laserowego, właściciel zabytkowego samochodu mógł łatwo przetestować kilka wariantów komponentu w praktyce. Dzięki zastosowaniu wysokowydajnego polimeru z wbudowanymi smarami stałymi, komponent nie wymaga już smarowania. Nawet po przejechaniu ponad 2000 kilometrów nie widać żadnych oznak zużycia.

Prędkościomierz zabytkowego samochodu Stanley 750B zbudowanego w 1924 roku przestał działać - licznik kilometrów był uszkodzony. Właściciel stwierdził, że przyczyną usterki było koło zębate, które znajdowało się na pierwszym wale pośrednim i zazębiało się ze ślimakiem na wale wejściowym. Z powodu zużycia zębnik nie zazębiał się już ze ślimakiem.

Problem był spowodowany przez trzycyfrowy licznik dzienny: Tarcze miały około 0,2 mm luzu osiowego i nie było podkładki sprężynowej, która dociskałaby tarcze do siebie. Od czasu do czasu małe koło zębate wsuwało się między tarcze i blokowało licznik. Lekko zakrzywiona, mosiężna podkładka o grubości 0,1 mm zamontowana z boku wyeliminowała luz osiowy, dzięki czemu blokada już nie występowała.

Po wyeliminowaniu przyczyny usterki można było przystąpić do produkcji części zamiennej. Z pomocą oprogramowania FreeCAD, dr Pühlerowi udało się stworzyć plik CAD z modelem 3D potrzebnego komponentu Pierwsze zamówienie za pośrednictwem usługi druku 3D igus zostało zrealizowane bez komplikacji, a gotową część zamienną otrzymano po zaledwie kilku dniach.

Materiał był stabilny, a nawet najdrobniejsze szczegóły zostały idealnie odwzorowane. Wał natychmiast wpasował się w łożyska, a przekładnia ślimakowa na wyjściu była precyzyjnie dopasowana. Okazało się jednak, że oryginalna zębatka była tak zużyta, że szacowane wymiary koła zębatego były zbyt małe.

Tylko jeden parametr w modelu CAD musiał zostać zmieniony, po czym druga wersja została szybko wysłana do druku. Drugi egzemplarz również działał całkiem dobrze i przeszedł krótki test wytrzymałościowy. Ponieważ jednak zaczął wykazywać niewielkie usterki przy niskich obrotach, konieczne było wykonanie trzeciej wersji z dostosowanym modułem przekładni zębatej i kątem pochylenia linii śrubowej. Trzeci egzemplarz działał bez zarzutu i załączał się prawidłowo.

Dużą zaletą produkcji addytywnej jest to, że zmiany można wprowadzać szybko i przy niewielkim wysiłku. Adaptacja modelu cyfrowego, a także wygodny proces zamawiania online i szybka produkcja umożliwiają szybkie i ekonomiczne wdrażanie adaptacji prototypów i części zamiennych.

Trudność w produkcji części zamiennych za pomocą druku 3D polega często na stworzeniu odpowiedniego modelu 3D. W Internecie dostępnych jest wiele samouczków i bezpłatnych narzędzi online do tworzenia modeli CAD. Strona internetowa igus® oferuje również kilka bezpłatnych konfiguratorów CAD dla użytkowników bez wcześniejszej wiedzy, w tym dla kół zębatych, łożysk i nakrętek z gwintem trapezowym. Jeśli nie chcesz wykonywać tej pracy samodzielnie, możesz znaleźć wsparcie przy projektowaniu części zamiennych drukowanych w 3D w otwartych warsztatach i innych inicjatywach naprawczych.

Po dokładnym przetestowaniu wału na stanowisku testowym, został on zamontowany w prędkościomierzu, który z kolei został ponownie zainstalowany w zabytkowym samochodzie. Istotną zaletą iglidur i6 są smary stałe wbudowane w tworzywo sztuczne, ponieważ to dzięki nim użytkownik nie musi smarować komponentów - nawet jeśli współpracująca część jest wykonana z metalu.

Po przejechaniu ponad 2000 kilometrów, drukowana przekładnia ślimakowa nadal jest w dobrym stanie, bez widocznych oznak zużycia. Widoczne na zdjęciu niewielkie ślady ścierania metalu pochodzą z napędzającej przekładni ślimakowej i powstały w początkowej fazie testu, ale nie zmieniły się zauważalnie podczas dalszego użytkowania.