Otroligt bra kvalitet på reservdelar till klassiska bilar i 3D-utskrift

• Vad som behövdes: Ersättningsmask i hastighetsmätaren på en klassisk bil
• Tillverkningsprocess: selektiv lasersintring med SLS-pulver
• Krav på produkten: Lång hållbarhet, precision, förmånligt pris
• Material: iglidur i6
• Bransch: Fordonsindustrin
• Framgång genom samarbete: Hög precision, ingen nötning, snabb och kostnadseffektiv produktion, ingen smörjning

Tillämpningen i korthet:
Att hitta reservdelar till klassiska bilar är vanligtvis svårt eller till och med omöjligt. Speciellt för exotiska fordon och sällsynta modeller är reservdelsförsörjningen ett välkänt problem. Dr Jörg Pühler, ägare till en Stanley 750B från 1924, letade efter en reservdel till kilometerräknaren i hastighetsmätaren.
Originaldelen hade blivit helt förstörd av slitage och omarbetning av den tidigare ägaren. 3D-printingtjänsten online från igus erbjöd en lösning: Den nödvändiga axeln med snäckan och kugghjulet kunde skrivas ut från den nötningsbeständiga SLS-plasten iglidur i6 till en låg kostnad och på kort tid.

I en Stewart-Warner hastighetsmätare var kugghjulet på den första mellanaxeln som var i ingrepp med snäckan på ingångsaxeln inte längre i drift. Kugghjulet var inte längre i ingrepp med snäckan. På grund av den tidigare ägarens omarbetning var det omöjligt att ta de korrekta måtten. Tillverkningen av en ersättningsdel krävde flera försök och ett material som är stabilt, möjliggör hög precision och är lämpligt för kontinuerlig drift.

Med iglidur i6 och igus 3D-printingtjänst kunde en reservdel som fungerar optimalt produceras. Tack vare den snabba och kostnadseffektiva produktionen med lasersintring kunde ägaren till den klassiska bilen enkelt testa flera varianter av den design som användes. Tack vare den högpresterande plast som används med inbyggda fasta smörjmedel behöver komponenten inte längre smörjas. Även efter mer än 2000 mils användning finns det fortfarande inga tecken på slitage.

Hastighetsmätaren på en Stanley 750B veteranbil från 1924 fungerade inte längre - kilometerräknaren var defekt. Ägaren kunde identifiera orsaken till felet som kugghjulet på den första mellanaxeln, som var i ingrepp med snäckan på ingångsaxeln. På grund av slitage var kugghjulet inte längre i ingrepp med snäckan.

Problemet orsakades av den tresiffriga dagräknaren: nummerskivorna hade ett axiellt spel på ca 0,2 mm och det fanns ingen fjäderbricka som pressade skivorna mot varandra. Ibland gled ett litet kugghjul in mellan skivorna och blockerade räkneverket. Det axiella spelet kunde elimineras genom att sätta in en lätt böjd, 0,1 mm tjock mässingsskiva på sidan så att inga fler blockeringar kunde observeras.

När orsaken till felet hade åtgärdats kunde tillverkningen av en ersättningsdel påbörjas. Med hjälp av FreeCAD-programvaran kunde Dr Pühler skapa en CAD-fil med en 3D-modell av den önskade komponenten. Den första beställningen via igus 3D-printingtjänst var okomplicerad och den färdiga reservdelen anlände efter bara några dagar.

Materialet var stabilt och även de minsta detaljerna kunde återges perfekt. Axeln passade direkt in i lagren och snäckan för utmatningen var också exakt passande. Det visade sig dock att slitaget på det ursprungliga kugghjulet var så stort att dimensionerna på det rekonstruerade kugghjulet var för små.

Endast en parameter i CAD-modellen behövde ändras och den andra versionen kunde skickas till tryck. Det andra exemplaret gick redan ganska bra och klarade en kort uthållighetskörning. Men eftersom den krånglade något vid låga hastigheter fick en tredje version tillverkas med en anpassad kuggmodul och spiralvinkel. Den tredje versionen gick helt friktionsfritt och hade rätt ingrepp.

En stor fördel med additiv tillverkning är möjligheten att genomföra förändringar snabbt och utan större ansträngning. Både anpassningen av den digitala modellen och den smidiga onlinebeställningen och snabba produktionen gör det möjligt att göra justeringar av prototyper och reservdelar snabbt och kostnadseffektivt.

Svårigheten med att tillverka reservdelar med hjälp av 3D-printing ligger ofta i att skapa en lämplig 3D-modell. På Internet finns det många handledningar och gratis onlineverktyg för CAD-skapande. Det finns också flera kostnadsfria CAD-konfiguratorer på igus webbplats för användare utan förkunskaper, bland annat för kugghjul, lager och trapetsgängade muttrar. Om du inte vill göra det här arbetet själv kan du hitta stöd för konstruktion av 3D-utskrivna reservdelar  på öppna verkstäder och andra reparationsinitiativ.

Efter att axeln genomgått omfattande tester i testbänken kunde den monteras i hastighetsmätaren och därmed i den klassiska bilen. De fasta smörjmedel som ingår i plasten utgör en betydande fördel med iglidur i6, eftersom de besparar användaren från att behöva smörja komponenterna - även om motparten är tillverkad av metall.

Efter mer än 2000 mils användning är den tryckta skruven fortfarande i utmärkt skick och det finns inga tecken på slitage. De minimala spår av metallavnötning som syns på bilden kommer från skruven och uppstod i testets inledande fas; de förändrades inte märkbart under fortsatt användning.