Hurtig og økonomisk produktion af komplekse specialdele

• Hvad der var brug for: Særlige svævefly med komplekse geometrier
• Fremstillingsproces: Lasersintring
• Krav til konstruktion: Glideoptimeret, selvsmørende, holdbar
• Materiale: iglidur® i3
• Branche: Bilindustrien
• Succes gennem samarbejde: omkostningseffektiv, hurtig produktion af små serier. Holdbare komponenter med tør betjening.

Førere, der ikke kan bruge deres ben, kan accelerere med hænderne på rattet takket være Darios' digitale gashåndtag. Den elegante og diskrete gashåndtagsring, som er udviklet af Kempf i Alsace, giver komfort og sikkerhed under kørslen og kan integreres i de fleste automatiske køretøjer. For at tilpasse gashåndtaget til fladtrykte rat stod ingeniørerne over for den udfordring at lade ringen glide rundt om hjørnet. I 2019 modtog virksomheden prisen manus® for innovative problemløsninger med plastlejer for sin løsning - de særlige glidere fremstillet af den glideoptimerede 3D-printplast iglidur® i3.

Med den selvsmørende SLS-plast iglidur® i3 kan 3D-printservicen fra igus® producere komplekse specialdele inden for 24 timer. Komponenterne, der er trykt af iglidur® glidende polymerer, er kendetegnet ved deres høje slidstyrke og forudsigelige levetid.

"Til produktion af gashåndtag til fladtrykte rat har virksomheden jævnligt brug for specielle glidere, der er bevægeligt forbundet med hinanden og glider rundt om hjørnet" via en metalring. Der kræves mere end 200 elementer pr. rat. Den eneste måde at realisere denne bevægelse på er at konstruere specielle glidere med kompleks geometri. Disse glidere indeholder mange underskæringer, hvilket gør produktionen ved hjælp af konventionelle fremstillingsprocesser ikke kun vanskelig, men også meget omkostningskrævende. Da Kempfs kørehjælpemidler har 30 års garanti, skal de særlige glidere være ekstremt holdbare og pålidelige. Det er ikke muligt at smøre komponenterne, da de er permanent installeret inde i gasringens læderbetræk.

De komplekse strukturer og underskæringer i de særlige svævefly kan kun produceres effektivt ved hjælp af additiv fremstilling. Med den glideoptimerede højtydende plast iglidur® i3 fandt Kempf det ideelle materiale til at printe de filigrane elementer. De særlige glidere, som produceres inden for 24 timer ved hjælp af lasersintringsprocessen, kører problemfrit rundt om hjørnet uden smøring eller vedligeholdelse. På trods af den store mængde på mere end 10.000 stk. pr. ordre viste produktionen af de særlige glidere ved hjælp af 3D-print sig endda at være billigere end sprøjtestøbning på grund af den høje grad af kompleksitet.

"Gasringen er det bedste produkt på markedet, når det gælder kvalitet. Forarbejdningen er uovertruffen og pålideligheden ubrudt. Jeg har indtil videre kørt i alt 785.000 kilometer uden tekniske problemer. Ja, det er 785.000 kilometer og 19,625 gange rundt om jorden."

Dette er blot en af de mange begejstrede udtalelser fra Darios-brugere. Det er ikke underligt, for Kempf går ind for den højeste kvalitet og tilbyder sine kunder 30 års garanti på alle kørehjælpemidler.

KEMPF blev grundlagt i 1955 af Hans Kempf, som var handicappet efter at have lidt af polio. Som ivrig mekaniker opfandt han gashåndtagsringen, så han kunne køre med begge hænder på rattet. Da han døde i 2002, havde han ombygget over 100.000 køretøjer.

Det håndgas-system, som Kempf har udviklet, er det eneste på markedet, som tilpasser sig køretøjets hastighed: Ved lave hastigheder er accelerationen jævn, progressiv og økonomisk; ved høje hastigheder er accelerationen dynamisk for at sikre sikker kørsel, og hurtige overhalinger er præcise og nemme. Alle de sædvanlige funktioner på rattet, som f.eks. justering, airbag og horn, er bevaret. Pedalerne er også stadig funktionelle - Darios kan slås fra med en kontakt, så andre bilister kan betjene bilen på den sædvanlige måde.

For at accelerere skubbes ringen i retning af rattet. Det kræver kun en meget lille kraft (ca. 3 Newton). Slaglængden mellem tomgang og fuld gas er kun ca. 18 mm. Når rattet glider tilbage i ligeud-position efter et sving, giver det frit roterende dæksel mulighed for præcis acceleration ved udgangen af svinget, uanset rattets position. Begge hænder kan forblive på rattet, når Darios betjenes, og gashåndtaget kan også betjenes med kun én hånd, f.eks. for at betjene den højre parkeringsbremse med den anden.

Gashåndtaget er beklædt med fint læder og falder harmonisk ind i bilens interiør, og føreren kan endda vælge læderets farve, hvis han eller hun ønsker det. Da mange biler nu har flade rat, blev Darios 211 udviklet. Denne gasring er flad, men har også et frit drejeligt dæksel. Men hvordan forsyner man en fladtrykt ring med et glidende dæksel?

Den nye trend med at udstyre køretøjer med flade i stedet for runde rat stillede ingeniørerne hos Kempf over for en stor udfordring. Af både tekniske og æstetiske årsager kræver et fladtrykt rat en lige så fladtrykt gashåndtagsring. Den uanselige gashåndtagsring, som er integreret i køretøjet som en selvfølge, indeholder faktisk en række udførlige detaljer. Det er forholdsvis enkelt at udstyre en rund gasring med et skydedæksel. At forsyne en flad gashåndtagsring med et dæksel, der kan rotere lige så frit som en rund, krævede en teknisk sofistikeret løsning.

Produktudviklerne hos Kempf fandt denne løsning i samarbejde med 3D-printerteamet hos igus®. Den nye Darios 211, verdens første fladtrykte gasring, bruger additivt fremstillede komponenter lavet af den glideoptimerede plast iglidur® i3. Den fladtrykte gasring har mere end to hundrede af disse fleksibelt forbundne elementer. De danner en glidende ring omkring gasringens flade metalkerne, så huset kan glide problemfrit. Kempf fik overrakt bronzeprisen manus® på Hannover Messe 2019 for denne særligt innovative løsning.

Ingeniørerne besluttede at fremstille de komplekse specialglidere ved hjælp af 3D-printning, da sprøjtestøbning var meget kompliceret og derfor dyrt på grund af de mange underskæringer. Additiv fremstilling lægger næsten ingen begrænsninger på designreglerne, hvilket gør produktionen af komponenter med komplekse geometrier særlig økonomisk. Dette eliminerer også omkostninger til støbeforme.

En af de vigtigste grunde til at vælge iglidur® i3 som materiale til fremstilling af de særlige svævefly var de faste smøremidler, det indeholder. Det eliminerer behovet for at vedligeholde komponenterne og øger deres levetid betydeligt, da der næsten ikke er noget slid. iglidur® i3 er et SLS-pulver, der kan bearbejdes på alle konventionelle lasersintringsmaskiner. Pulveret smeltes lag for lag med en laser, hvilket gør det muligt at lave et præcist diagram over fine strukturer. Afhængigt af komponentens størrelse kan der produceres flere tusinde stykker i en printproces, der tager omkring 24 timer. Kunderne nyder ikke kun godt af de store omkostningsbesparelser, men også af den uovertrufne hurtige produktions- og leveringstid. En anden særlig funktion, som kun lasersintring gør mulig i denne form, er udskrivning af emballage til filigrandele i samme udskrivningsproces. Det eliminerer omkostninger og indsats i forbindelse med emballering og risikoen for, at enkelte komponenter går tabt eller bliver beskadiget.

iglidur® i3 er langt den mest anvendte 3D-printplast i 3D-printservicen fra igus®. Ud over forskellige glideanvendelser demonstrerer den sine styrker som den bedste plast, der i øjeblikket findes på markedet til 3D-printede tandhjul.