Szybka i ekonomiczna produkcja skomplikowanych części specjalnych

• Co było potrzebne: Specjalne szybowce o złożonej geometrii
• Proces produkcji: Spiekanie laserowe
• Wymagania: Zoptymalizowane pod kątem poślizgu, samosmarujące, trwałe
• Materiał: iglidur® i3
• Przemysł: Motoryzacja
• Sukces dzięki współpracy: ekonomiczna, szybka produkcja małych serii. Trwałe komponenty do pracy na sucho.

Kierowcy, którzy nie mogą używać nóg, mogą przyspieszać trzymając ręce na kierownicy dzięki cyfrowemu pierścieniowi przepustnicy Darios. Opracowany przez firmę Kempf w Alzacji, elegancki i dyskretny pierścień przepustnicy zapewnia komfort i bezpieczeństwo podczas jazdy i może być zintegrowany z większością pojazdów automatycznych. Aby dostosować pierścień przepustnicy do spłaszczonych kierownic, inżynierowie stanęli przed wyzwaniem umożliwienia pierścieniowi przesuwania się po zakręcie. W 2019 roku firma otrzymała nagrodę manus® za innowacyjne rozwiązania problemów z łożyskami z tworzyw sztucznych za swoje rozwiązanie - specjalne ślizgacze wykonane ze zoptymalizowanego pod kątem poślizgu tworzywa sztucznego do druku 3D iglidur® i3.

Dzięki samosmarującemu się tworzywu sztucznemu SLS iglidur® i3, usługa druku 3D firmy igus® może wyprodukować złożone części specjalne w ciągu 24 godzin. Komponenty drukowane z polimerów ślizgowych iglidur® charakteryzują się wysoką odpornością na zużycie i przewidywalną żywotnością.

"Do produkcji pierścieni przepustnicy do spłaszczonych kierownic, firma regularnie wymaga specjalnych ślizgaczy, które są ruchomo połączone ze sobą i przesuwają się po narożniku" za pomocą metalowego pierścienia. Na jedną kierownicę potrzeba ponad 200 elementów. Jedynym sposobem na realizację tego ruchu jest skonstruowanie specjalnych ślizgaczy o złożonej geometrii. Suwaki te zawierają liczne podcięcia, co sprawia, że produkcja przy użyciu konwencjonalnych procesów produkcyjnych jest nie tylko trudna, ale także bardzo kosztowna. Ponieważ urządzenia wspomagające jazdę firmy Kempf są objęte 30-letnią gwarancją, specjalne ślizgacze muszą być wyjątkowo trwałe i niezawodne. Nie ma możliwości smarowania elementów, ponieważ są one na stałe zamontowane wewnątrz skórzanej osłony pierścienia gazowego.

Złożone struktury i podcięcia specjalnych ślizgaczy mogą być efektywnie wytwarzane tylko przy użyciu produkcji addytywnej. Dzięki zoptymalizowanemu pod kątem ślizgu wysokowydajnemu tworzywu iglidur® i3, firma Kempf znalazła idealny materiał do drukowania filigranowych elementów. Specjalne ślizgacze, które są produkowane w ciągu 24 godzin w procesie spiekania laserowego, poruszają się płynnie po zakręcie bez smarowania i konserwacji. Pomimo dużej ilości ponad 10 000 sztuk na zamówienie, produkcja specjalnych ślizgaczy za pomocą druku 3D okazała się nawet tańsza niż formowanie wtryskowe ze względu na wysoki poziom złożoności.

"Pierścień gazowy jest najlepszym produktem na rynku pod względem jakości. Jakość wykonania jest bezkonkurencyjna, a niezawodność niezmienna. Do tej pory przejechałem łącznie 785 000 kilometrów bez żadnych problemów technicznych. Tak, to 785 000 kilometrów i 19,625 okrążeń Ziemi."

To tylko jedna z wielu entuzjastycznych opinii użytkowników Darios. Nic dziwnego, w końcu Kempf stawia na najwyższą jakość i oferuje swoim klientom 30-letnią gwarancję na wszystkie urządzenia wspomagające jazdę.

Firma KEMPF została założona w 1955 roku przez Hansa Kempfa, który był niepełnosprawny po przebytym polio. Jako zapalony mechanik wynalazł pierścień przepustnicy, dzięki któremu mógł prowadzić samochód trzymając obie ręce na kierownicy. Do końca swojego życia w 2002 roku przerobił ponad 100 000 pojazdów.

Przepustnica ręczna opracowana przez Kempfa jest jedyną dostępną na rynku, która dostosowuje się do prędkości pojazdu: Przy niskich prędkościach przyspieszenie jest płynne, stopniowe i ekonomiczne; przy wysokich prędkościach przyspieszenie jest dynamiczne, aby zapewnić bezpieczną jazdę, a szybkie manewry wyprzedzania są precyzyjne i łatwe. Wszystkie typowe funkcje kierownicy, takie jak regulacja, poduszka powietrzna i klakson, zostały zachowane. Pedały również pozostają funkcjonalne - Darios można wyłączyć za pomocą przełącznika, dzięki czemu inni kierowcy mogą obsługiwać pojazd w zwykły sposób.

Aby przyspieszyć, pierścień jest popychany w kierunku kierownicy. Wymaga to bardzo niewielkiej siły (około 3 niutonów). Skok między biegiem jałowym a pełnym gazem wynosi tylko ok. 18 mm. Gdy kierownica przesuwa się z powrotem do pozycji jazdy na wprost po zakręcie, swobodnie obracająca się osłona umożliwia precyzyjne przyspieszenie na wyjściu z zakrętu, niezależnie od położenia kierownicy. Podczas obsługi Darios obie ręce mogą pozostać na kierownicy, dzięki czemu pierścień przepustnicy może być również obsługiwany tylko jedną ręką, na przykład w celu obsługi prawego hamulca postojowego.

Pokryty delikatną skórą pierścień przepustnicy harmonijnie wtapia się we wnętrze pojazdu, a kierowcy mogą nawet wybrać kolor skóry, jeśli chcą. Ponieważ wiele samochodów ma obecnie spłaszczone kierownice, opracowano Darios 211. Ten pierścień gazowy jest spłaszczony, ale ma również swobodnie obracającą się osłonę. Ale jak zapewnić spłaszczony pierścień z przesuwaną osłoną?

Nowy trend wyposażania pojazdów w spłaszczone zamiast okrągłych kierownice postawił inżynierów Kempf przed poważnym wyzwaniem. Ze względów technicznych i estetycznych spłaszczona kierownica wymaga równie spłaszczonego pierścienia przepustnicy. Niepozorny pierścień przepustnicy, który jest oczywiście zintegrowany z pojazdem, w rzeczywistości zawiera wiele skomplikowanych detali. Wyposażenie okrągłego pierścienia przepustnicy w przesuwaną pokrywę jest stosunkowo proste. Zapewnienie spłaszczonego pierścienia przepustnicy z pokrywą, która obraca się równie swobodnie jak okrągła, wymagało zaawansowanego technicznie rozwiązania.

Twórcy produktu w firmie Kempf znaleźli to rozwiązanie we współpracy z zespołem druku 3D w firmie igus®. Nowy Darios 211, pierwszy na świecie spłaszczony pierścień gazowy, wykorzystuje komponenty wytwarzane addytywnie z tworzywa sztucznego iglidur® i3 o zoptymalizowanym poślizgu. Spłaszczony pierścień gazowy składa się z ponad dwustu elastycznie połączonych elementów. Tworzą one pierścień ślizgowy wokół spłaszczonego metalowego rdzenia pierścienia gazowego, umożliwiając płynne przesuwanie się obudowy. Za to wyjątkowo innowacyjne rozwiązanie firma Kempf otrzymała brązową nagrodę manus® na targach Hannover Messe 2019.

Inżynierowie zdecydowali się na produkcję złożonych ślizgaczy specjalnych przy użyciu druku 3D, ponieważ formowanie wtryskowe było bardzo skomplikowane, a przez to kosztowne ze względu na liczne podcięcia. Produkcja addytywna nie nakłada prawie żadnych ograniczeń na zasady projektowania, co sprawia, że produkcja komponentów o złożonej geometrii jest szczególnie ekonomiczna. Eliminuje to również koszty form.

Jednym z najważniejszych powodów wyboru iglidur® i3 jako materiału do produkcji specjalnych ślizgaczy były zawarte w nim smary stałe. Eliminuje to potrzebę konserwacji komponentów i znacznie wydłuża ich żywotność, ponieważ prawie nie występuje zużycie. iglidur® i3 to proszek SLS, który można przetwarzać na wszystkich konwencjonalnych maszynach do spiekania laserowego. Proszek jest topiony warstwa po warstwie za pomocą lasera, co umożliwia precyzyjne tworzenie drobnych struktur. W zależności od rozmiaru elementu, w procesie drukowania trwającym około 24 godzin można wyprodukować kilka tysięcy sztuk. Klienci korzystają nie tylko z wysokich oszczędności kosztów, ale także z bezkonkurencyjnie szybkiego czasu produkcji i dostawy. Inną specjalną cechą, którą umożliwia tylko spiekanie laserowe w tej formie, jest drukowanie opakowań dla filigranowych części w tym samym procesie drukowania. Eliminuje to koszty i wysiłek związany z pakowaniem oraz ryzyko utraty lub uszkodzenia poszczególnych komponentów.

iglidur® i3 jest zdecydowanie najczęściej stosowanym tworzywem sztucznym w usługach druku 3D firmy igus®. Oprócz różnych zastosowań ślizgowych, pokazuje swoje mocne strony jako najlepsze tworzywo sztuczne dostępne obecnie na rynku do drukowania 3D kół zębatych.