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

Co było potrzebne: Zamienna przekładnia do silnika ciągnika
Proces produkcji: selektywne spiekanie laserowe
Wymagania: wysoka odporność na zużycie, dobre właściwości ślizgowe, dobre właściwości mechaniczne
Materiał: iglidur® i3
Przemysł: Pojazdy użytkowe
Sukces dzięki współpracy: 10-krotnie korzystniejsze koszty produkcji niż w przypadku konwencjonalnych procesów produkcyjnych, złożony element wyprodukowany w jednym kawałku, zwiększona odporność na ścieranie

Aplikacja w skrócie:
Zespół czyszczący igus® wykorzystuje ciągnik do swoich prac, takich jak rozrzucanie i prace transportowe. Po pewnym czasie koło zębate używane jako rozrusznik silnika ciągnika było tak zużyte, że ciągnik nie mógł już ruszyć. Producent nie był w stanie dostarczyć części zamiennej, więc ciągnik pozostał niesprawny. Po około roku bez ciągnika, miał on zostać zezłomowany. Jednak zespół ds. druku 3D igus® przybył na miejsce niedługo wcześniej i był w stanie odtworzyć zużyte i uszkodzone koło zębate i wydrukować je w ciągu zaledwie kilku godzin. Ciągnik działa teraz niezawodnie dzięki przekładni wykonanej z igliduru® i3, która ma znacznie lepsze właściwości ślizgowe i wyższą odporność na zużycie niż poprzednio zainstalowana przekładnia wykonana ze zwykłego tworzywa sztucznego.

Uzyskanie części zamiennych od oryginalnego producenta często nie jest tak łatwe, jak mogłoby się wydawać. Nawet w przypadku ciągnika używanego przez zespół sprzątający igus® do różnych zadań, takich jak posypywanie terenu piaskiem, producent nie był w stanie dostarczyć nowego koła zębatego. Zepsute koło zębate służy jako rozrusznik dla dużego koła koronowego silnika. Obciążenie przykładane do koła zębatego przy każdym uruchomieniu silnika było zbyt duże dla elementu wykonanego ze zwykłego tworzywa sztucznego i szybko doszło do jego zużycia i pęknięcia. Potrzebne było zatem specjalne koło zębate, które byłoby precyzyjnie dopasowane, odporne na zużycie i miało dobre właściwości ślizgowe.

Zespół zajmujący się drukiem 3D rozwiązał ten problem i był w stanie stworzyć rysunek oryginału na podstawie uszkodzonego koła zębatego. Został on przekonwertowany na plik STEP, a następnie wydrukowany przy użyciu selektywnego spiekania laserowego z iglidur® i3. Przy cenie 28 euro za sztukę, koszty beznarzędziowego druku 3D były 10 razy niższe niż w przypadku produkcji mechanicznej, która kosztowałaby ponad 300 euro. Specjalny kształt koła zębatego z geometrią wrzeciona wewnątrz nie stanowi problemu dla produkcji addytywnej. Ponadto, dzięki wysokiej odporności materiału na ścieranie, wydrukowane koło zębate zapewnia dłuższą żywotność niż poprzednio używane. Oznaczało to, że ciągnik można było uchronić przed złomowaniem i przywrócić go do pełnej sprawności.

Jedną z największych zalet druku 3D jest niemal nieograniczona swoboda w projektowaniu pożądanych komponentów. Nie ma praktycznie formy, której nie można wyprodukować w jednym przebiegu. Jeśli więc chodzi o produkcję części zamiennych, które nie mogą być już dostarczane przez producenta lub są specjalnego typu, drukarka 3D jest właściwym wyborem. Części zamienne są często wymagane tylko w niewielkich ilościach. Również w tym przypadku znacznie tańsze jest wytwarzanie komponentów w procesie przyrostowym. Beznarzędziowa i oszczędzająca zasoby produkcja skutkuje opłacalnymi ilościami. W przypadku ciągnika potrzebna była tylko jedna przekładnia. Kosztowałoby to ponad 300 euro w produkcji mechanicznej - w druku 3D element ten kosztował 28 euro.

Na stronie igus® można wydrukować przekładnię na różne sposoby. Inżynierowie projektanci mogą na przykład skorzystać z konfiguratora kół zębatych igus®, aby skonfigurować wymagane koło zębate, a następnie zamówić je bezpośrednio od igus®. Jak dokładnie to działa, wyjaśniono tutaj. Alternatywnie, istniejący model CAD można przesłać do usługi druku 3D i zamówić z odpowiednim materiałem i procesem produkcyjnym igus®.

W laboratorium testowym igus® przeprowadzane są różne testy obciążeniowe. Wszystkie produkty igus® są poddawane testom w celu zapewnienia niezawodności i przydatności narzędzi online. Jednym z tych narzędzi jest kalkulator żywotności kół zębatych, za pomocą którego można obliczyć żywotność kół zębatych wykonanych z iglidur® i3 lub iglidur® i8 w zależności od danych obciążenia specyficznych dla danego zastosowania. Ułatwia to sprawdzenie, czy materiał jest odpowiedni do danego zastosowania i kiedy należy wymienić koło zębate, zanim ulegnie ono awarii.