Hurtig og økonomisk produktion af
komplekse specialdele

• Hvad var behovet: Specialglidere med komplekse geometrier
• Fremstillingsmetode: Lasersintring
• Krav: Optimerede glideegenskaber, selvsmørende, holdbare
• Materiale: iglidur I3
• Branche: Automobilindustrien
• Succes fra samarbejdet: Økonomisk, hurtig fremstilling af små mængder. Komponenter med lang levetid ved tørdrift.

Bilister, der ikke kan bruge deres ben, kan nu accelerere på rattet med hænderne takket være Darios digitale speederring. Udviklet af Kempf i Alsace, sikrer den elegante og diskrete speederring en sikker og komfortabel kørsel og kan integreres i de fleste biler med automatgear. Udfordringen for ingeniørerne ved tilpasning af speederringen til et udfladet rat var at få ringen til at glide rundt om hjørner. Løsningen tog form af specielle glidere fremstillet af den glideoptimerede iglidur® I3 3D printplast og indbragte virksomheden manus prisen 2019 for innovative plastlejeløsninger.

Komplekse specialdele kan fremstilles af iglidur® I3 selvsmørende lasersintringsplast i igus® 3D printservice inden for 24 timer. Dele printet med iglidur® glidepolymerer har stor slidstyrke og forudsigelig levetid. 

 

Placeringen af speederringen registreres af to sensorer og overføres via en ledningsforbindelse til en computer placeret under sidepanelet. Hver ratmodel måles med en 3D scanner for optimal integration af mekanismen, sensorer og en DARIOS printplade. Kilde: Kempf

Problem

For produktion af speederringe for udfladede ratter, skal kunden jævnligt bruge nye specialglidere der samles og glider "omkring hjørnet" på en metalring. Der skal bruges mere end 200 elementer for hvert rat. Den eneste mulighed for at realisere denne bevægelse er designet af specialglidere med en kompleks geometri der involverer flere underskæringer, der gør konventionel produktionsmetoder både besværlige og meget dyre. Da der gives en 30 års garanti på Kempf produkter, skal specialgliderne være ekstremt slidstærke og driftssikre. Komponenterne kan ikke smøres, da de er permanent installeret inde i speederringens læderforing.

Løsning

Specialglidernes komplekse strukturer og underskæringer kan kun produceres effektivt med additiv produktion. iglidur I3, en højtydende polymer med optimerede glideegenskaber, gav Kempf det ideelle materiale til print af de delikate elementer. Lasersintret på 24 timer, kræver specialgliderne ingen smøring eller vedligeholdelse for glat bevægelse om hjørner. På trods af den store ordremængde (mere end 10.000 enheder pr. ordre), gør specialglidernes høje kompleksitet 3D print endnu mere økonomisk end sprøjtestøbning.  

Darios digitale speederring betyder at begge hænder kan blive på rattet. Føreren kan også styre og accelerere med en hånd og betjene bremsen med den anden hånd. Kilde: Kempf

Kørsel kun med brug af hænderne: Darios, den digitale speederring på rattet

 "Speederringen er det bedste kvalitetsprodukt på markedet. Dens udførelse er fremragende og dens pålidelighed uformindsket. Indtil videre har jeg kørt i alt 785.000 kilometer uden tekniske problemer. Ja, 785.000 kilometer eller 19.625 gange jorden rundt. "

Dette er blot en af de mange entusiastiske kundereferencer fra Darios brugere. Og ikke underligt, når alt kommer til alt, Kempf insisterer på den højeste kvalitet for sine produkter og tilbyder sine kunder 30 års garanti på alle sine kørehjælpemidler.

KEMPF blev etableret i 1955 af Hans Kempf, der havde svært ved at gå efter at have lidt af polio. Som en entusiastisk mekaniker opfandt han speederringen for at kunne køre med begge hænder på rattet. Da han døde i 2002, havde han eftermonteret mere end 100.000 køretøjer.

Det håndacceleratorsystem, Kempf har udviklet, er det eneste på markedet, der tilpasser sig køretøjets hastighed: Ved lave hastigheder er accelerationen skånsom, progressiv og økonomisk, mens den ved høje hastigheder er dynamisk, så kørslen er mere sikker, og føreren kan udføre hurtige overhalingsmanøvrer præcist og nemt. Alle de sædvanlige ratfunktioner, som justerbarhed, airbag og horn, bevares. Pedalerne forbliver også funktionelle - Darios kan deaktiveres ved hjælp af en kontakt, så andre chauffører kan betjene køretøjet på sædvanlig vis.

Speederringen kan monteres på næsten alle biler med automatgear. Den passer sømløst og elegant i designet på interiøret. Kilde: Kempf

Præcis acceleration med frit bevægelig foring

For acceleration trykkes ringen i retning af rattet. Dette kræver kun en meget lille kraft (ca. tre newton). Bevægelsen mellem tomgang og fuld acceleration er kun ca. 18 mm. Når rattet drejer tilbage til kørsel lige ud efter en kurve, tillader den frit roterende foring en præcis acceleration ud af kurven, uanset positionen af rattet. Begge hænder kan forblive på rattet, når Darios er i drift, men speederringen kan også betjenes med kun den ene hånd, så håndbremsen kan betjenes med den anden. 

Med sit fine læderbetræk passer speederringen harmonisk ind i bilens indre, og læderets farve kan vælges efter behov. Siden Darios 211 er blevet udviklet, har mange biler nu flade rat. Denne speederring er flad, men har også en frit roterende foring. Men hvordan kan en flad ring monteres med en glidende beklædning? 

Mange nye biler har udfladet rat. Speederringen skal derfor have et faldt design for disse køretøjer og det gav ingeniørerne nogle svære tekniske problemer. Kilde: Kempf

Mere end 200 specialglidere fremstillet af iglidur I3 sikrer bevægelse uden friktion

Den nye trend med biler der har fladt i stedet for rundt rat, var en stor udfordring for ingeniørerne hos Kempf. For at fladt rat, kræves en speederring de er fladt som rattet, både af tekniskie og æstetiske årsager. Den diskrete enhed der ligner en naturlig del af bilen, er i virkeligheden fuld af komplekse detaljer. At udstyre en rund speederring med en glidende foring er relativt enkelt. At dække en flad speederring med en foring der roterer lige så frit som en rund, kræver en teknisk kompleks løsning.  
 
Produktudviklerne hos Kempf fandt løsningen i samarbejde med igus 3D printteam. I den nye Darios 211, den første flade speederring i verden, benyttes additivt producerede komponenter fremstillet af iglidur I3 der har optimerede glideegenskaber. Den flade speederring har mere end to hundrede af disse elementer der er samlet fleksibelt. De danner en glidering omkring den flade metalkerne i speederringen og herved tillader en sømløs glidning af foringen. For denne specielt innovative løsning, modtog firmaet Kempf bronze manus prisen ved Hannover messen i 2019.

En Darios 211 speederring indeholder mere end 200 komplekse specialglidere der tillader friktionsfri glidning af læderforingen over metalringen. Kilde: Kempf

Fordelene ved printede specialglidere fremstillet af iglidur I3

Ingeniørerne besluttede at 3D printe de komplekse specielle glidere, på grund af de mange underskæringer der gjorde sprøjtestøbning meget kompliceret og derfor dyr. Additiv produktion har næsten ingen begrænsninger i designregler og det gør produktionen af komponenter med komplekse geometrier mere økonomisk. Det eliminerer også værktøjsomkostninger.

En af de vigtigste grunde til at vælge iglidur® I3 som fremstillingsmateriale til den specielle glider var de faste smøremidler, den indeholder. Ingen komponentvedligeholdelse er nødvendig, og komponentens levetid øges betydeligt, fordi der næsten ikke er noget slid. iglidur® I3 er et SLS pulver der kan behandles i alle konventionelle lasersintring maskiner. Pulveret smeltes lag for lag med en laser, hvilket muliggør præcis gengivelse af fine strukturer. Afhængig af dimensionerne på komponenten, kan der produceres flere tusinde emner i en printproces der varer cirka 24 timer. Kunderne drager ikke bare fordel af den store besparelse, men også af en uovertruffen hurtig produktion og leveringstid. En anden speciel funktion som kun tillades af laser sintring i denne form er print af emballagen for fine komponenter i samme printproces. Omkostningerne ved emballering og det arbejde, det indebærer, undgås, og der er ingen risiko for, at individuelle komponenter går tabt eller beskadiges.

iglidur® I3 er langt den mest anvendte 3D printplast i igus® 3D printservice. Udover dets egnethed for diverse glidende applikationer, udviser det styrker som en af de bedste polymerer på markedet for 3D printede tandhjul.