Högre teknik, lägre kostnader - med hjälp av 3D-printing och formsprutning kan man sänka enhetskostnaderna och öka livslängden på glidlager

• Vad behövdes? Glidlager med speciell geometri
• Tillverkningsprocess: Selektiv lasersintring & Formsprutning
• Krav: Goda glidegenskaper med aluminium som partner, hög nötningsbeständighet vid höga hastigheter, komplex geometri
• Material: iglidur i3 (SLS) & iglidur J2
• Industri: Systemför avfallsseparering
• Framgånggenom samarbete: lång livslängd under tunga belastningar, avsevärt lägre enhetskostnader, stor designfrihet

Applikationen i korthet:
Det finska företaget ZenRobotics tillverkar industriella, AI-styrda avfallssorteringssystem som säkerställer automatisk, högkvalitativ, snabb och säker avfallssortering över hela världen. Beroende på miljön är förhållandena för systemen mycket tuffa - damm och andra intressanta överraskningar i avfallet är vardagsmat. Trots dessa förhållanden måste systemen kunna separera avfallet snabbt och tillförlitligt. För det nya "FastPicker"-systemet sökte man efter glidlager som kunde motstå de höga vridkrafter som uppstår vid axiell acceleration. Utvecklarna kom fram till 3D-printade glidlager som monteras på aluminiumaxlar med en räfflad profil för att förhindra rotation. Glidlagren klarar linjära hastigheter på 3 m/s med radiella och axiella accelerationer. Tack vare den stora designfriheten inom 3D-printing kunde glidlagrens geometri anpassas till den räfflade aluminiumaxeln. I nästa steg tillverkades ett formsprutningsverktyg för att kunna utnyttja formsprutningens materialdiversitet.

Under testfasen av det nya källsorteringssystemet "FastPicker" från företaget ZenRobotics i Finland stod det snabbt klart att klassiska glidlager inte tål torsionskrafterna vid axiell acceleration om masscentrum inte befinner sig i mitten av den rörliga axeln. Ursprungligen skulle rotationen stoppas med stoppelement. Dessa gick dock snabbt sönder på grund av den höga belastningen. Utöver stoppelementen användes först standardglidlager från igus sortiment som skulle tåla den radiella och axiella accelerationen.

I slutändan användes igus glidlager med en speciell geometri. Dessa tillverkades först av den högpresterande plasten iglidur i3 med SLS-teknik för att passa på den räfflade aluminiumaxeln och därmed stoppa rotationen. Därefter tillverkades ett formverktyg med denna speciella geometri för att kunna utnyttja materialvariationen som formsprutningen erbjuder. Här kan en kostnadsminskning på upp till 80 % uppnås.

3D-printing och formsprutning skiljer sig ofta åt när det gäller kostnadseffektivitet: 3D-printing lönar sig ofta redan från ett litet antal enheter. Tillverkning av komponenter med maskinellt tillverkade formsprutningsverktyg lönar sig prismässigt först från en kvantitet på mer än 10.000 komponenter. I testfasen av applikationer kan 3D-printing särskilt imponera med sin höga produktionshastighet och omedelbara beredskap för användning. Beroende på komponent är den klar för leverans inom 1 till 3 dagar och kan enkelt beställas via 3D-printingtjänsten online. ZenRobotics använde också 3D-printade glidlager för en första prototyp av aluminiumaxeln med räfflad profil. Därefter bestämde sig företaget för att tillverka komponenterna i större kvantiteter med hjälp av formsprutningsprocessen. De avgörande faktorerna var de många olika materialen och de låga enhetskostnaderna i samband med formsprutning. De slutliga lagren tillverkades av iglidur J2. I det här fallet kostade den formsprutade komponenten bara en tiondel av SLS-komponenten (ca 49 euro/styck), dvs. ca 5 euro/styck, och verktyget betalade sig redan efter 100 stycken. Den robusta plasten har goda mekaniska egenskaper, är kostnadseffektiv och har god mediabeständighet. Dessutom gör de integrerade fasta smörjmedlen extern smörjning av glidlagren överflödig.