3D-utskrivna reservkugghjul för elcykel – högre prestanda med tribologiskt optimerade material

• Vad som behövdes: nya kugghjul för en elcykels planetväxel
• Tillverkningsmetod: selektiv lasersintring
• Krav: Detaljtrogenhet, hög noggrannhet, nötningsbeständighet
• Material: iglidur I3
• Bransch: cykelindustrin
• Framgång genom samarbete: 30 gånger bättre nötningsbeständighet än konventionella SLS-material, hög slitstyrka, högre effektivitet

Kortfattad beskrivning av användningsområdet:
Nya kugghjul behövdes för de utslitna kugghjulen i elcykelns planetväxel. Eftersom elcykeltillverkaren inte kunde leverera några kugghjul hittade kunden lösningen på igus GmbH:s avdelning för 3D-utskrifter i Köln. De nya kugghjulen kan återskapas med de gamla, utslitna komponenterna som förlaga och skrivas ut med lasersintring. Kunden kunde montera kugghjulen direkt efter leverans och märkte snabbt av en förbättring i växellådans prestanda.

 

Elcykeln går perfekt igen med reservkugghjulen

Problem

Växellådan på en elcykel nådde inte längre upp till den ursprungliga prestandan och en snabb titt i planetväxeln visade orsaken: kugghjulen var utslitna. Originalreservdelar kunde inte beställas från tillverkaren, varför kunden fick leta efter reservkugghjul hos andra tillverkare. Kugghjulen måste passa exakt i växellådan och ha betydligt högre nötningsbeständighet än de tidigare komponenterna för att motstå påfrestningarna.

Lösning

Kunden vände sig till 3D-utskriftsavdelningen på igus GmbH. Hit kunde han skicka de utslitna kugghjulen för att rekonstruera och skriva ut dem. Kugghjulen tillverkades av det tribologiskt optimerade materialet iglidur I3 med hjälp av lasersintring. Komponenter av iglidur I3 är mycket detaljtrogna och har goda mekaniska egenskaper. Den avgörande faktorn för detta projekt var den 30 gånger förbättrade nötningsbeständigheten jämfört med konventionella material för lasersintring. Utöver den låga förslitningsgraden har kugghjulen hög hållfasthet. Efter en kort tid kunde kunden konstatera att växellådans prestanda ökat.

Snabbare prototyper – bättre effekt

En av de största fördelarna med additiv tillverkning är den höga hastigheten som komponenter kan tillverkas med. Tillsammans med de låga produktionskostnaderna för små serier är 3D-utskrift ett oslagbart verktyg för tillverkning av prototyper under testfasen för många olika användningsområden. Även i det här fallet var det möjligt att snabbt kopiera kugghjulen i planetväxeln, skriva ut dem och skicka dem till kunden. De utskrivna kugghjulen fastnade dock till en början på fästbultarna, varför ett drev bröts vid demontering. Efter en kort överläggning kunde CAD-modellen anpassas och skrivas ut på mycket kort tid. De nya kugghjulen passade perfekt på bultarna i växellådan och uppfyllde kraven. Kunden säger att prestandan ökat och är mycket nöjd.
 

Efter några tester hittades rätt dimensioner för reservkugghjulen

Speciellt för kugghjul och Co. – iglidur I3 och iglidur I6

plastics for longer life® - målet för alla komponenter och material som lämnar igus fabrik är att tekniken ska förbättras och att kostnaderna helst ska sjunka på samma gång. Detta gäller även för material som specialutvecklats för 3D-utskriftsteknik för att tillverka komponenter med optimerade glidegenskaper. Förutom SLS-pulver erbjuder igus ett stort urval av material med olika filament som kan optimeras för varje användningsområde. Därför är iglidur I3 det rätta materialet för glidande användningsområden och kugghjul. SLS-pulvret kan bearbetas in i minsta detalj med exakta ytor och uppvisar extremt lågt slitage med maximal hållfasthet. Resultaten från igus testlaboratorium talar för sig själva: jämfört med konventionella SLS-material har komponenter av iglidur I3 upp till 30 gånger högre nötningsbeständighet. Detta material är mycket lämpligt för såväl drev som för rullar, kuggstänger samt raka och koniska kugghjul. Utöver iglidur I3 är SLS-pulvret iglidur I6 också lämpligt för alla glidande användningsområden. Materialet kännetecknas av att det, förutom hög nötningsbeständighet och hög seghet, har certifierad livsmedelssäkerhet enligt FDA och EU-förordning 10/2011. Materialet är särskilt lämpligt för snäckväxlar och för skräddarsydda applikationer inom livsmedelsindustrin.
 

I planetväxellådan kommer de goda mekaniska egenskaperna hos materialet iglidur I3 till sin rätt