3D-printning av kugghjul ger flytande föremål i skyltfönster med förbättrade toleranser

Profil

• Vad behövdes? Kugghjul med exakta toleranser
• Tillverkningsprocess: selektiv lasersintring (SLS)
• Krav och önskemål: Underhållsfritt, låg ljudnivå, jämn gång
• Material: iglidur i3
• Industri: Möbelkonstruktion
• Framgång genom samarbete: underhållsfria komponenter, vibrationsfri och tyst rotation av föremålen, illusionen kan upprätthållas

Applikationen i en överblick

Det belgiska företaget Levita har tagit sig an uppgiften att presentera kvalitetsprodukter som armbandsur, mobiltelefoner, glasögon och smycken på ett speciellt sätt. För detta ändamål har företaget utformat ett vitrinskåp som gör det möjligt för medelstora föremål att "flyta" med hjälp av två linjära rörelser och en rotation, samtidigt som de roterar 360° runt sin egen axel. De linjära rörelserna och den vibrationsfria rotationen av mekanismen krävde dock komponenter med optimerade glidegenskaper för att skapa illusionen av svävande föremål.

Företaget behövde en tillförlitlig mekanism för denna unika typ av produktpresentation. Ett av de största problemen var att undvika stick-slip-effekten. Andra krav på mekanismen var underhållsfria komponenter och låg ljudnivå. De 3D-printade kugghjul som ursprungligen användes hade inte tillräckliga toleranser och orsakade därför kraftiga vibrationer.

Med hjälp av olika produkter från igus var det möjligt att konstruera och tillverka en smidig mekanism för vitrinen som är både tyst och eliminerar de inledande vibrationerna. Stick-slip-effekten kunde också elimineras. För rotationssystemet använde Levita iglidur-svängkransen PRT-01 och 3D-printade kugghjul tillverkade av den tribologiskt optimerade plasten iglidur i3. Tack vare de förbättrade toleranserna (0,1 mm i stället för 0,2 mm) och precisionen i SLS-utskriften kunde vibrationerna minskas drastiskt. Detta bevarar det optiska tricket med det långsamt flytande objektet. Förutom de goda mekaniska effekterna hos igus-komponenterna spelar även de integrerade fasta smörjmedlen i plastdelarna en viktig roll, eftersom de möjliggör underhållsfri drift utan stick-slip-effekter.

Selektiv lasersintring hos igus - förverkligande av filigrana komponenter

Förutom filamentdeponeringsprocessen (FDM) erbjuder igus 3D-printingtjänst selektiv lasersintring som tillverkningsprocess för additivt tillverkade komponenter. I SLS-processen värmer en laser selektivt upp områden i en pulverbädd som smälter samman och bildar ett tidigare designat tredimensionellt objekt. Efter varje smält lager omfördelar ett rakelblad pulvret. Processen är verktygsfri, vilket avspeglar sig i både pris och produktionshastighet. Komponenter som tillverkas med SLS-processen har hög måttnoggrannhet, hög hållfasthet och god skiktbindning. För "The Box" från Levita var detaljnivån i utskriften särskilt viktig - utan den hade det inte varit möjligt att ändra toleransen från 0,2 mm till 0,1 mm.

iglidur i3, iglidur i6, iglidur i8-ESD: 3D-printade plastkugghjul av alla slag hos igus

SLS-materialen av högpresterande polymerer garanterar en livslängd på kugghjulen som är upp till 5 gånger längre än frästa kugghjul av vanlig plast. Tack vare igus testlaboratorium kan dessa värden bekräftas om och om igen genom realistiska tester. Testresultaten har också utkristalliserat olika användningsområden för materialen iglidur i3, iglidur i6 och iglidur i8-ESD. Till exempel är iglidur i3 särskilt lämpligt för kuggväxlar och koniska kugghjul, eftersom det har högre hållfasthet. Den detaljerade bearbetningen och de exakta ytorna talar också för att det kan användas för alla andra kuggformer. Förutom iglidur i3 glänser iglidur i6 också med sina optimerade glidegenskaper och rekommenderas särskilt för snäckväxlar samt för applikationer där komponenter som uppfyller livsmedelsbestämmelserna är oumbärliga. iglidur i8-ESD används när kugghjul med ESD-egenskaper krävs. Dessa används t.ex. i ATEX-maskiner. Förutom de olika användningsområdena utgör testresultaten från igus laboratorium grunden för en onlinekalkylator för livslängd för kugghjul. Baserat på de empiriskt insamlade uppgifterna kan kunderna enkelt beräkna den exakta livslängden online med hjälp av sina specifika parametrar för sin kugghjulsapplikation.