3D-printat reservkugghjul - liten förändring, stor effekt

Vad som behövdes: reservkugghjul för en traktormotor
Tillverkningsprocess: selektiv lasersintring
Krav: hög slitstyrka, goda glidegenskaper, goda mekaniska egenskaper
Material: iglidur I3
Bransch: kommersiella fordon
Framgång genom samarbete: en tiondel så höga tillverkningskostnader som med konventionella tillverkningsprocesser, komplex komponent tillverkad i ett stycke, förbättrad nötningsbeständighet

Kortfattad beskrivning av användningsområdet:
igus rengöringsteam använder för sitt arbete, t.ex. omfattar sandning och transport. Kugghjulet som fungerade som pådrag för traktorns motor var efter en viss tid så slitet att traktorn inte kunde startas längre. Tillverkaren kunde inte tillhandahålla en reservdel och därför kunde traktorn inte användas längre. Efter att traktorn inte hade använts på ungefär ett år skulle den utrangeras. Men då kom igus 3D-utskriftsteam in i bilden och gjorde en ritning av det slitna och defekta kugghjulet samt printade det på några timmar. Nu fungerar traktorn säkert igen tack vare kugghjulet av iglidur I3, som har avsevärt bättre glidegenskaper och högre nötningsbeständighet än det gamla kugghjulet av vanlig plast.
 

Reservkugghjulet av iglidur I3 är betydligt nötningsbeständigare än kugghjulet av vanlig plast

Problem

Att få reservdelar från originaltillverkaren är inte alltid så lätt som man skulle kunna tro. Så inte heller i fallet med traktorn som igus renhållningsteam använder för diverse arbeten, som t.ex. sandning av området, kunde tillverkaren tillhandahålla ett nytt kugghjul. Det defekta kugghjulet fungerar som pådrag för motorns stora kuggkrans. Belastningen som verkar på kugghjulet varje gång motorn startas, var för hög för delen av vanlig plast, så det tog inte lång tid innan den slets ut och gick sönder. Det krävdes alltså ett speciellt, nötningsbeständigt kugghjul med exakt passform och goda glidegenskaper.

Lösning

3D-printteamet tog sig an problemet och lyckades med hjälp av det defekta kugghjulet framställa en ritning av originaldelen. Denna konverterades till en STEP-fil och printades av iglidur I3 med selektiv lasersintring. Kostnaderna för den verktygslösa 3D-utskriften låg på 28 € per styck, vilket var drygt 10 gånger lägre än för mekanisk tillverkning, som skulle ha kostat över 300 €. För den additiva tillverkningen är kugghjulets speciella form med invändig spindelgeometri inget problem. Dessutom kommer det printade kugghjulet säkert att få en längre livslängd än det gamla kugghjulet tack vare sin höga nötningsbeständighet. Därmed kunde traktorn räddas från att skrotas och kan nu användas som vanligt igen.

3D-printing för speciella reservdelar

En av de största fördelarna med 3D-printing är den näst intill gränslösa friheten när det gäller delarnas utformning. Det finns knappt någon form som inte kan tillverkas i ett enda arbetsmoment. Så när det handlar om tillverkning av en reservdel som tillverkaren antingen inte kan leverera eller som har en speciell form, så är 3D-printing rätt val. Ofta behövs reservdelar endast i små mängder. Även i detta fall är det mycket förmånligare att låta tillverka delarna med additiv tillverkning. Den verktygslösa och resurssnåla tillverkningen ger lägre priser. I fallet med traktorn behövdes bara ett kugghjul. Detta skulle ha kostat över 300 € med mekanisk tillverkning - som 3D-utskrift låg styckpriset på 28 €.

Reservkugghjulet med invändig spindelgeometri var klart för användning inom några timmar

Konfigurera kugghjul enkelt själv

På igus finns det olika möjligheter att printa ett kugghjul. Konstruktören kan t.ex. konfigurera kugghjulet själv med kugghjulskonfiguratorn och sedan beställa det direkt av igus. Exakt hur detta fungerar förklaras här. Alternativt kan man ladda upp en befintlig CAD-modell i 3D-utskriftstjänsten och anlita igus för att sköta utskrift av delen med passande material och tillverkningsmetod.
 

Konfigurera dina kugghjul enkelt med igus kugghjulskonfigurator

Beräkna kugghjulens livslängd

I igus testlabb genomförs olika belastningsprovningar. I dessa testas alla igus produkter rigoröst, för att säkerställa att onlineverktygen ger användbar och tillförlitlig information. Ett av de här verktygen är livslängdsberäkningen för kugghjul, som med hjälp av respektive applikations belastningsdata beräknar livslängden för kugghjul av iglidur I3 och iglidur I8. Därmed kan man enkelt kontrollera om materialet passar för den egna applikationen och när man bör byta kugghjulet innan det havererar.

Alla möjliga testresultat tas med i livslängdsberäkningen för att möjliggöra en exakt prognos om kugghjulens livslängd