Vervangende 3D-tandwielen voor een e-bike - Verbeterde prestaties met tribologisch geoptimaliseerde materialen

• Wat was er nodig: nieuwe tandwielen voor een planetaire versnellingsbak voor een elektrische fiets
• Productieproces: selectief lasersinteren
• Vereisten: Nauwkeurigheid van details, pasnauwkeurigheid, slijtvastheid
• Materiaal: iglidur ® i3
• Industrie: Fietsindustrie
• Succes door samenwerking: 30 keer betere slijtvastheid dan conventionele SLS-materialen, hoge slijtvastheid, hoger rendement

De toepassing in één oogopslag:
Er waren vervangende tandwielen nodig voor de zwaar versleten tandwielen van een planetaire versnellingsbak in een e-bike. Omdat de fabrikant van de elektrische fiets geen vervangende tandwielen kon leveren, wendde de klant zich tot de 3D-printafdeling van igus® GmbH in Keulen voor een oplossing. De nieuwe tandwielen werden gemodelleerd op de oude, versleten onderdelen en geprint met behulp van het lasersinterproces. De klant kon de tandwielen meteen na ontvangst installeren en merkte al na korte tijd een verbetering in de prestaties van de tandwielkast.

De versnellingsbak van een elektrische fiets leverde niet meer de oorspronkelijke prestaties en een snelle blik in de planetaire versnellingsbak onthulde de reden: de tandwielen waren ernstig versleten. Originele reserveonderdelen konden niet worden geleverd door de fabrikant en daarom zocht de klant elders vervangende tandwielen. De tandwielen moesten precies in de versnellingsbak passen en een aanzienlijk hogere slijtvastheid hebben dan de vorige onderdelen om de belasting te kunnen weerstaan.

De klant wendde zich tot de 3D-printafdeling van igus® GmbH. Hier kon hij de versleten tandwielen opsturen om ze opnieuw te laten tekenen en printen. De tandwielen werden vervaardigd van het tribologisch geoptimaliseerde materiaal iglidur® i3 met behulp van het lasersinterproces. Componenten gemaakt van iglidur® i3 zijn zeer nauwkeurig in detail en hebben goede mechanische eigenschappen. Doorslaggevend voor dit project was de 30 keer betere slijtvastheid in vergelijking met conventionele materialen voor lasersinteren. Naast de lage slijtage hebben de tandwielen een hoge sterkte. De klant meldde dat de tandwielen al na korte tijd beter presteerden.

Een van de grootste voordelen van additive manufacturing is de hoge snelheid waarmee onderdelen geproduceerd kunnen worden. Samen met de lage productiekosten voor kleine hoeveelheden is 3D-printen een onverslaanbaar hulpmiddel voor de productie van prototypes in de testfase van veel toepassingen. In dit geval was het ook mogelijk om de tandwielen van de planetaire tandwielkast in korte tijd te traceren, te printen en naar de klant te sturen. De geprinte tandwielen liepen echter in eerste instantie vast op de bevestigingsbouten, waardoor een rondsel brak toen het weer werd verwijderd. Na een kort overleg werd het CAD-model aangepast en in zeer korte tijd geprint. De nieuwe tandwielen pasten precies op de bouten in de versnellingsbak en voldeden aan de eisen. De klant meldt betere prestaties en grote tevredenheid.

kunststof voor een langere levensduur® - het doel voor elk onderdeel en materiaal dat de poorten van igus® verlaat, is om de technologie te verbeteren en, idealiter, de kosten te verlagen. Dit geldt ook voor de materialen die speciaal zijn ontwikkeld voor 3D printen om componenten te produceren met geoptimaliseerde glij-eigenschappen. Naast SLS-poeders biedt igus® een grote selectie materialen met verschillende filamenten die individueel kunnen worden geoptimaliseerd voor elke toepassing. Zo is iglidur® i3 het ideale materiaal voor glijdende toepassingen en tandwielen. Het SLS-poeder kan tot in het kleinste detail worden verwerkt met nauwkeurige oppervlakken en vertoont extreem lage slijtage bij maximale sterkte. De resultaten van het igus® testlaboratorium spreken voor zich: Vergeleken met conventionele SLS-materialen hebben componenten gemaakt van iglidur® i3 een tot 30 keer betere slijtvastheid. Dit materiaal is zeer geschikt voor tandwielen en voor rollen, tandheugels, rechte tandwielen en conische tandwielen. Naast iglidur® i3 is het SLS-poeder iglidur® i6 ook geschikt voor alle glijdende toepassingen. Het materiaal wordt gekenmerkt door zijn hoge slijtvastheid en taaiheid en door zijn gecertificeerde conformiteit met voedingsmiddelen volgens FDA en EU-verordening 10/2011. Het materiaal is bijzonder geschikt voor wormwieloverbrengingen en voor toepassingen op maat in de voedingsmiddelenindustrie.