Kettingtandwielen geprint in 3D laten e-bikes fluisteren

• Wat was nodig: kunststof rondsel
• Productieproces: selectief lasersinteren
• Eisen: hoge slijtvastheid, goede glij-eigenschappen, hoge levensduur
• Materiaal: iglidur® i3
• Industrie: Fietsindustrie
• Succes door samenwerking: snelle configuratie van het onderdeel in de online 3D printservice, stiller loopgeluid dan bij metaal

De toepassing in één oogopslag:
E-bikes worden steeds lichter en extreem stil. Tijdens het fietsen merk je nauwelijks motorgeluid. Maar vindingrijke uitvinders zoals Lars Hartmann uit Reichshof zijn hier niet tevreden mee. Het overmatige achtergrondgeluid in de fietsketting was hem een doorn in het oog. Een metalen tandwiel diende als geleider op de ketting om te voorkomen dat deze tegen het frame zou botsen, maar veroorzaakte enorme loopgeluiden. In zijn zoektocht naar een oplossing herinnerde hij zich wat igus te bieden had®, waarvan hij op een beurs hoorde: De 3D-printservice, waarmee op maat gemaakte onderdelen kosteneffectief in een 3D-printer kunnen worden geproduceerd.

Het standaard metalen kettingwiel op de elektrische fiets maakte een erg hard loopgeluid. Het kettingwiel was de deflectiepoelie voor de ketting, zodat deze niet in contact kwam met het frame. Door de wrijvingsgeluiden voelde de e-bike aan als een tractor. Lars Hartmann ging daarom op zoek naar een materiaal dat dezelfde loopeigenschappen had als het metalen tandwiel, maar aanzienlijk stiller was. Andere vereisten voor het materiaal waren goede glijeigenschappen en een lange levensduur, evenals een hoge slijtvastheid in combinatie met metaal.

Als onderdeel van zijn werk voor VMA Getzmann GmbH, een fabrikant van roer-, dispergeer- en fijnslijpsystemen, werden machineonderdelen getest die waren vervaardigd met behulp van de 3D-printservice van igus®. De resultaten waren zo goed dat Lars Hartmann de geprinte onderdelen ook overwoog voor zijn e-bike. De perfecte oplossing voor de hobbyist: "Het standaard metalen tandwiel maakte veel loopgeluid. We tekenden het en lieten het printen bij igus® van iglidur® i3. Het proces verliep snel en eenvoudig. We gebruikten de 3D printservice om de relevante gegevens te uploaden, selecteerden het materiaal en bestelden de hoeveelheid." Het tandwiel wordt nu al een paar maanden gebruikt in twee wielen en het geluid is aanzienlijk verminderd, vertelt Hartmann blij.

Het gebruikte materiaal iglidur® i3 is natuurlijk ook geschikt voor industrieel en seriematig gebruik. Het overtuigt door zijn goede slijtagewaarden en hoge sterkte en wordt verwerkt met selectieve lasersintering (SLS).

Voor bijzonder hoge eisen aan slijtvastheid en een lange levensduur heeft igus® ook het materiaal iglidur® i6 ontwikkeld. De hoogwaardige kunststof verslaat in de test gefreesde tandwielen van gangbare materialen zoals POM en PBT. Er werd een wormwiel met een koppel van 5 Nm en 12 tpm getest. Zelfs na een miljoen cycli (annulering van de test) vertoonde het tandwiel van het lasersintermateriaal iglidur® i6 slechts lichte slijtage en was het nog steeds volledig functioneel. Hierdoor presteerde het duidelijk beter dan gefreesde tandwielen - tandwielen gemaakt van POM vertoonden al na 621.000 cycli volledige slijtage; gefreesde tandwielen gemaakt van PBT braken al na 155.000 cycli. Ook in de test: een tandwiel gemaakt van het lasergesinterde materiaal PA12. Door de hoge wrijvingscoëfficiënt ging deze echter al na 521 cycli kapot.

Tegelijkertijd profiteren ontwerpers ook van de . igus® Zahnradkonfigurator. Hierdoor kunnen tandwielen of kettingwielen op maat worden geconfigureerd, zelfs in speciale afmetingen. In slechts enkele stappen hoeft de gebruiker alleen de gegevens voor zijn tandwiel in te voeren (zoals tandmodule, aantal tanden, breedte en binnendiameter). Er wordt dan automatisch een 3D-model gemaakt dat als STEP-bestand kan worden geëxporteerd. Door het bestand te uploaden naar de igus® 3D printservice, kan het geconfigureerde tandwiel direct besteld worden uit het extreem duurzame SLS materiaal iglidur® i6 voor tandwielen. Met een muisklik kan de gebruiker zijn tandwiel bestellen zonder minimum bestelhoeveelheid of een offerte aanvragen. Het op maat gemaakte onderdeel is binnen slechts drie dagen klaar voor verzending.