Vervangend tandwiel uit de 3D-printer - kleine verandering, groot effect

Wat was er nodig? Vervangend tandwiel voor een tractormotor
Productieproces: selectief lasersinteren
Eisen: hoge slijtvastheid, goede glijeigenschappen, goede mechanische eigenschappen
Materiaal: iglidur® i3
Industrie: Bedrijfsvoertuigen
Succes door samenwerking: 10 keer gunstigere fabricagekosten dan met conventionele fabricageprocessen, complex onderdeel vervaardigd uit één stuk, verbeterde slijtvastheid

De toepassing in één oogopslag:
De igus® reinigingsploeg gebruikt een tractor voor zijn werk, zoals strooi- en transportwerkzaamheden. Na enige tijd was het tandwiel dat werd gebruikt als starter voor de motor van de tractor zo versleten dat de tractor niet meer kon starten. De fabrikant kon geen vervanging leveren en dus bleef de tractor buiten gebruik. Na ongeveer een jaar zonder tractor zou hij worden gesloopt. Het igus® 3D printteam arriveerde echter kort van tevoren en was in staat om het versleten en kapotte tandwiel te reproduceren en in slechts een paar uur te printen. De tractor rijdt nu weer betrouwbaar dankzij het tandwiel van iglidur® i3, dat aanzienlijk betere glij-eigenschappen en een hogere slijtvastheid heeft dan het eerder geïnstalleerde tandwiel van gewone kunststof.

Het verkrijgen van reserveonderdelen van de oorspronkelijke fabrikant is vaak niet zo eenvoudig als je zou denken. Zelfs in het geval van de tractor die door het igus® schoonmaakteam wordt gebruikt voor verschillende taken, zoals het strooien van het terrein, was de fabrikant niet in staat om een nieuw tandwiel te leveren. Het kapotte tandwiel dient als starter voor het grote tandwiel van de motor. De belasting op het tandwiel elke keer dat de motor werd gestart, was te hoog voor het onderdeel dat van gewone kunststof is gemaakt en er trad al snel slijtage en breuk op. Daarom was er een speciaal tandwiel nodig dat precies paste, slijtvast was en goede glijeigenschappen had.

Het 3D-printteam pakte het probleem aan en kon een tekening maken van het origineel op basis van het kapotte tandwiel. Dit werd omgezet in een STEP-bestand en vervolgens geprint met behulp van selectieve lasersintering met iglidur® i3. Met €28 per stuk waren de kosten van gereedschapsloos 3D-printen ruim 10 keer goedkoper dan mechanische productie, die meer dan €300 zou hebben gekost. De speciale vorm van het tandwiel met de spindelgeometrie binnenin is geen probleem voor additieve productie. Bovendien belooft het geprinte tandwiel een langere levensduur dan het eerder gebruikte tandwiel dankzij de hoge slijtvastheid van het materiaal. Dit betekende dat de tractor niet naar de schroothoop hoefde en weer volledig operationeel kon worden gemaakt.

Een van de grootste voordelen van 3D printen is de bijna onbeperkte vrijheid in het ontwerp van de gewenste onderdelen. Er is bijna geen mal die niet in één keer geproduceerd kan worden. Dus als het gaat om het produceren van een reserveonderdeel dat niet meer geleverd kan worden door de fabrikant of van een speciaal type is, is de 3D-printer de juiste keuze. Reserveonderdelen zijn vaak maar in kleine hoeveelheden nodig. Ook in dit geval is het aanzienlijk goedkoper om de onderdelen te laten maken met behulp van het additieve proces. De gereedschapsloze en grondstofbesparende productie resulteert in kosteneffectieve hoeveelheden. In het geval van de tractor was slechts één tandwiel nodig. Dit zou meer dan €300 hebben gekost bij mechanische productie - bij 3D-printen kostte het stuk €28.

Bij igus® zijn er verschillende manieren om een tandwiel te laten bedrukken. Ontwerpers kunnen bijvoorbeeld de igus® tandwielconfigurator gebruiken om het gewenste tandwiel te configureren en het vervolgens direct bij igus® bestellen. Hoe dit precies werkt, wordt hier uitgelegd. Als alternatief kan een bestaand CAD model geüpload worden naar de 3D printservice en besteld worden met het juiste igus® materiaal en productieproces.

In het igus® testlaboratorium worden verschillende belastingstests uitgevoerd. Alle igus® producten worden getest om de online tools betrouwbaar en zinvol te maken. Een van deze tools is de levensduurcalculator voor tandwielen, waarmee de levensduur van tandwielen van iglidur® i3 of iglidur® i8 kan worden berekend op basis van de toepassingsspecifieke belastingsgegevens. Zo kun je eenvoudig controleren of het materiaal geschikt is voor jouw toepassing en wanneer je het tandwiel moet vervangen voordat het defect raakt.