På grund af deres forbedrede tolerancer får 3D-printede tandhjul genstande til at flyde i butiksvinduer

Et overblik over applikationen:
Det belgiske firma Levita har sat sig for at præsentere kvalitetsprodukter som armbåndsure, mobiltelefoner, briller og smykker på en særlig måde. Til det formål har de designet en montre, der får mellemstore genstande "til at svæve" ved hjælp af to lineære bevægelser og en rotation, samtidig med at de drejes 360° om deres egen akse. Til mekanismens lineære bevægelser og vibrationsfri rotation var der imidlertid brug for glideoptimerede komponenter for at skabe illusionen om svævende genstande.

Til denne unikke måde at præsentere produkter på havde virksomheden brug for en pålidelig mekanisme. Et af de største problemer var den klæbende glideeffekt, der skulle omgås. Andre krav, som mekanismen skulle opfylde, var vedligeholdelsesfrie komponenter og en støjsvag drift. De 3D-printede tandhjul, der oprindeligt blev brugt, havde ikke tilstrækkelige tolerancer og forårsagede derfor stærke vibrationer.

Med forskellige produkter fra igus var det muligt at designe og producere en glat mekanisme til udstillingsvinduet, som både er støjsvag og fungerer uden de indledende vibrationer. Stick-slip-effekten kunne også elimineres. Til rotationssystemet brugte Levita iglidur® PRT-01 drejekrans og 3D-printede tandhjul lavet af den tribologisk optimerede iglidur i3-plast. Takket være de forbedrede tolerancer (0,1 mm i stedet for 0,2 mm) og SLS-printningens nøjagtighed er vibrationerne blevet drastisk reduceret. Dette bevarer det optiske trick med det langsomt flydende objekt. Ud over de gode mekaniske effekter af igus-komponenterne kommer de integrerede faste smøremidler i plastdelene til deres ret, da de muliggør en vedligeholdelsesfri drift uden stick-slip-effekter.

Ud over stranddeponeringsprocessen (FDM) tilbyder igus' 3D-printservice selektiv lasersintring som en fremstillingsproces til additivt fremstillede komponenter. I SLS-processen opvarmer en laser selektivt punkter i et pulverlag, som smelter sammen og danner et tidligere konstrueret, tredimensionelt objekt. Et blad omfordeler pulveret efter hvert smeltet lag. Denne proces kræver ikke værktøj, hvilket afspejles i både prisen og produktionshastigheden. Komponenter, der er fremstillet via SLS-processen, udviser en meget præcis dimensionel nøjagtighed samt høj styrke og god lagbinding. For "The Box" by Levita var opmærksomheden på detaljer i printningen særlig vigtig - uden den ville ændringen i tolerance fra 0,2 mm til 0,1 mm ikke have været mulig.

SLS-materialer fremstillet af højtydende polymerer giver op til fem gange længere levetid for tandhjul end fræsede tandhjul fremstillet af almindelig plast. Takket være igus' testlaboratorium kan disse værdier bekræftes igen og igen gennem realistiske tests. Forskellige anvendelsesområder for materialerne iglidur i3, iglidur i6 og iglidur i8-ESD er også opstået på baggrund af testresultaterne. På den måde er iglidur i3 særligt velegnet til tand- og keglehjulsgear, da det har en højere styrke. Den detaljerede bearbejdning og de præcise overflader taler også for en anvendelse med alle andre tandhjulsformer. Ud over iglidur i3 imponerer iglidur i6 også med sine optimerede glideegenskaber og anbefales især til snekkegear samt til anvendelser, hvor fødevaregodkendte komponenter er uundværlige. iglidur i8-ESD er ideel, når der kræves tandhjul med ESD-specifikationer. De bruges f.eks. i ATEX-maskiner. Ud over de forskellige anvendelsesområder danner testresultaterne fra igus-laboratoriet grundlag for en online levetidskalkulator for gear. Baseret på de empirisk indsamlede data kan kunderne nemt bestemme den nøjagtige levetid online ved hjælp af deres specifikke parametre for deres gearanvendelse.