Reservkugghjul tål hög belastning vid användning

• Vad som behövdes: Speciella lastbärande kugghjul för reparation av servomotorer i taktornen på stora flygplatsbrandbilar
• Tillverkningsprocess: Lasersintring
• Krav på produkten: Kostnadseffektiva, mycket motståndskraftiga
• Material: iglidur i3
• Bransch: Kommersiella fordon
• Framgång genom samarbete: Kugghjulen tålde de höga belastningarna och användes för reparation av andra fordon. Företaget kunde därmed undvika det kostnadsintensiva utbytet av hela servomotorer.

Brandkåren vid Fraport AG:s anläggning tillhandahåller brandskydd vid Frankfurt am Main Airport. De stora flygplatsbrandbilarna är utrustade med torn på taket som ändrar sprutmunstyckets vinkel via en servomotor. Eftersom denna höjdförändring också sker samtidigt som vatten släpps ut utsätts servomotorn för hög belastning. Efter tio års användning är kugghjulen som är installerade i den slitna, vilket är anledningen till att taktornen behöver repareras.

Taktorn på brandbilar på stora flygplatser måste klara intensiva belastningar samtidigt som de släpper ut vatten

Frankfurt Airport är Tysklands största kommersiella flygplats. Internationellt sett är den också en av de ledande flygplatserna i Europa när det gäller passagerar- och frakttrafik. Med nästan 81.000 anställda i cirka 450 företag är flygplatsen den största lokala arbetsplatsen i Tyskland och ett attraktivt centrum för andra företag i den ekonomiskt viktiga Rhein-Main-regionen. Med den höga tätheten av flygplan, kommersiella och privata fordon är det alltid mycket som händer på flygplatsens brandkår. För att uppfylla de lagstadgade insatstiderna måste brandkåren kunna nå alla platser på plattan inom tre minuter. Personalen och den tekniska utrustningen på de tre brandstationerna som finns på flygplatsområdet är därför mycket viktig.

Bland de mer än 115 brandbilarna på flygplatsområdet finns fjorton stora flygplatsbrandbilar. Med sina taktorn kan de kasta minst 5.300 liter vatten mer än 80 meter på bara en minut. Belastningen på servomotorerna i dessa taktorn är motsvarande hög, eftersom de kontrollerar vattenstrålens höjd genom att ändra vinkeln.

Tryckta kugghjul av iglidur i3: Framgångsrik användning i brandbilar på stora flygplatser

Två specialkugghjul av robust plast är monterade i servomotorn. Efter tio års användning var dessa slitna, vilket gjorde att underhåll av taktornen blev nödvändigt. Fordonstillverkaren rådde underhållsteknikerna att byta ut hela servomotorn - men det var förknippat med höga kostnader. Istället för att byta ut den kompletta och i övrigt fullt fungerande servomotorn bestämde sig konstruktörerna för att utforska nya vägar: efter att ha gjort efterforskningar på internet upptäckte de möjligheten att tillverka hållbara kugghjul med hjälp av 3D-printing hos igus och bestämde sig för att testa den slitstarka plasten iglidur i3. För att utforma kugghjulen användes den fritt tillgängliga CAD-konfiguratorn för kugghjul online, med vilken mallar för 3D-utskrivna kugghjul kan utformas snabbt och enkelt.

SLS-tillverkningsprocessen tog mindre än 3 dagar, vilket gjorde att brandkåren snabbt kunde gå vidare med att testa de nya kugghjulen. Testerna visade att iglidur i3-kugghjulen klarade av de höga belastningarna. Underhållsteknikerna kunde därför beställa om kugghjulen till fler fordon. De var entusiastiska över materialens kvalitet och den snabba och okomplicerade servicen och lät omedelbart trycka och testa en annan komponent som styr de pneumatiska dörrarna på de stora brandbilarna på flygplatsen - med framgång. Även denna tryckta applikation uppfyllde kraven och används nu av brandkåren på Frankfurts flygplats.

Varför trycka kugghjul från iglidur i3?

De iglidur-plaster som är speciellt utvecklade för tillverkning av rörliga maskindelar kännetecknas av en särskilt hög nötningsbeständighet och de inbyggda fasta smörjmedlen. De används för tillverkning av komponenter med hjälp av formsprutning, additiv tillverkning och mekanisk bearbetning av halvfabrikat. iglidur i3 utvecklades som ett plastpulver för tillverkning i lasersintring och kännetecknas av hög slitstyrka och hållfasthet. Det är inte utan anledning som detta material är den obestridda bästsäljaren bland 3D-printingmaterialen från igus.

Tack vare sina mekaniska egenskaper är iglidur i3 särskilt lämpligt för cylindriska kugghjul och koniska kugghjul samt för alla andra typer av kugghjulsformar. iglidur i6 rekommenderas endast för 3D-utskrivna snäckväxlar, eftersom denna plast har utvecklats för ökade glidegenskaper. Hur länge ett utskrivet kugghjul tillverkat av iglidur i3 kommer att hålla under de givna applikationsparametrarna kan bestämmas snabbt och enkelt online i kugghjulets livslängdskalkylator. Den särskilt långa livslängden för kugghjul tillverkade av iglidur i3 jämfört med konventionella plastkugghjul har inte definierats.

En av de största fördelarna med att tillverka kugghjul med hjälp av 3D-printing är flexibiliteten när det gäller tandrotens geometri. Tandrotens radie kan optimeras, vilket förbättrar kugghjulets livslängd. Vid mekanisk tillverkning är en sådan optimering i allmänhet inte möjlig på grund av verktygsstorleken. Vår CAD-konfigurator rekommenderas för att utforma kugghjul direkt med den optimerade tandrotsradien.