Pinioanele de lanț tipărite 3D contribuie la silențiozitatea bicicletelor electronice

• De ce era nevoie: pinion din plastic
• Metoda de fabricație: sinterizare selectivă cu laser
• Cerințe: rezistență mare la uzură, proprietăți bune de alunecare, durată lungă de viață
• Material: iglidur I3
• Industrie: sectorul bicicletelor
• Succes prin colaborare: configurarea rapidă a componentei în serviciul de tipărire 3D online, zgomot de funcționare mai silențios decât în cazul metalului

Aplicația dintr-o privire:
Bicicletele electrice devin din ce în ce mai ușoare și, de asemenea, foarte silențioase. În timpul funcționării, aproape că nu se aud zgomote de motor. Cu toate acestea, inventatorii cu imaginație, precum Lars Hartmann de la Reichshof, nu se mulțumesc cu atât. Lanțul de bicicletă era prea zgomotos pentru el. Un pinion metalic a servit drept rolă de ghidare pentru lanț pentru a preveni ciocnirea acestuia cu cadrul, dar era foarte zgomotos. În căutarea unui remediu, și-a amintit oferta de igus, pe care a ajuns să o cunoască la o expoziție: serviciul de tipărire 3D, care produce componente individuale în mod rentabil cu o imprimantă 3D.
 

Pinionul din plastic tipărit 3D din iglidur I3 în uz

Problema

Pinionul metalic standard a produs zgomote foarte puternice pe bicicleta electrică. Pinionul era rola de ghidare a lanțului, astfel încât să nu atingă cadrul. Cu toate acestea, zgomotele de frecare au făcut ca bicicleta electrică să sune ca un tractor. În consecință, Lars Hartmann și-a propus să găsească un material cu aceleași proprietăți de rulare ca pinionul metalic, dar semnificativ mai silențios. Alte cerințe pentru material au fost proprietățile bune de alunecare și durata de viață lungă, precum și rezistența ridicată la uzură atunci când interacționează cu metalul.

Soluția

În contextul muncii sale pentru VMA Getzmann GmbH, producător de sisteme de amestecare, dispersare și rectificare fină, el a testat organe de mașini pe care igus le-a produs cu serviciul său de tipărire 3D. Rezultatele au fost atât de bune încât Lars Hartmann a luat în considerare piesele tipărite și pentru bicicleta sa electrică. A fost soluția perfectă pentru acest pasionat: „pionul metalic standard generează mult zgomot la funcționare. L-am desenat și l-am tipărit la igus din iglidur I3. Obținerea piesei a fost simplă și rapidă. Am folosit serviciul de tipărire 3D pentru a încărca datele relevante, am ales materialul și am comandat cantitatea.” Pinionul cu lanț a fost folosit la două biciclete de câteva luni – iar nivelul de zgomot a scăzut semnificativ, adaugă Hartmann cu încântare.

Coeficienți optimi de uzură și stabilitate

Materialul utilizat, iglidur I3, este desigur potrivit și pentru aplicații industriale și producția de masă. Este deosebit de atractiv datorită coeficienților săi de uzură și stabilității ridicate și este procesat prin  sinterizare selectivă cu laser (SLS).

În plus, igus a dezvoltat materialul iglidur I6 pentru cerințe deosebit de ridicate în ceea ce privește rezistența la uzură și pentru o durată de viață lungă. În teste, plasticul de înaltă performanță bate roțile dințate prelucrate din materiale obișnuite, cum ar fi POM și PBT. A fost testată o roată dințată elicoidală cu cuplu de 5 Nm și 12 rpm. Angrenajul fabricat din materialul de sinterizare cu laser iglidur I6 a prezentat o uzură minoră după un milion de cicluri, când testul a fost finalizat, și era încă pe deplin funcțional. Aceasta a fost semnificativ mai bună decât angrenajele prelucrate – angrenajele POM au prezentat uzură totală după 621.000 de cicluri, în timp ce angrenajele PBT frezate s-au rupt după doar 155.000 de cicluri. De asemenea, parte a testului: un angrenaj realizat din materialul de sinterizare cu laser PA12. Coeficientul său ridicat de frecare a cauzat oprirea după 521 de cicluri.

Stânga: angrenaj POM, defectare după 621.000 de cicluri
Dreapta: angrenaj iglidur® I6, uzură redusă la 1 milion de cicluri

Ușor de configurat

În același timp, proiectanții beneficiază de configuratorul de angrenaje igus, care permite configurarea personalizată a angrenajului sau a pinioanelor cu lanț, chiar și la dimensiuni neobișnuite. În câțiva pași, utilizatorul trebuie doar să introducă datele pentru angrenajul său (modulul de dinți, numărul de dinți, lățimea și diametrul interior etc.). Acest lucru generează automat un model 3D care poate fi exportat ca fișier STEP. Încărcarea fișierului în serviciul de tipărire 3D igus permite ca echipamentul configurat realizat din materialul de sinterizare laser iglidur i6 extrem de durabil pentru angrenaje să fie comandat imediat. Cu un singur clic, utilizatorul își poate comanda echipamentul (fără cantitate minimă de comandă) sau poate solicita o ofertă. În doar trei zile, piesa personalizată este gata pentru livrare.

 

Configurarea ușoară a angrenajelor cu configuratorul de angrenaje igus