Ingranaggio di ricambio da stampa 3D - piccola modifica, grande impatto

Cosa serviva: Ingranaggio di ricambio per il motore di un trattore
Processo di produzione: sinterizzazione laser selettiva
Requisiti: elevata resistenza all'usura, buone proprietà di scorrimento, buone caratteristiche meccaniche
Materiale: iglidur® i3
Industria: Veicoli commerciali
Successo grazie alla cooperazione: Costi di produzione 10 volte più vantaggiosi rispetto ai processi di produzione convenzionali, componente complesso prodotto in un unico pezzo, migliore resistenza all'abrasione

L'applicazione in sintesi:
La squadra di pulizia di igus® utilizza un trattore per le sue attività, come lo spargimento e il trasporto. Dopo qualche tempo, l'ingranaggio utilizzato come avviamento per il motore del trattore si è usurato a tal punto che il trattore non riusciva più ad avviarsi. Il produttore non è stato in grado di fornire un ricambio e quindi il trattore è rimasto fuori servizio. Dopo circa un anno senza trattore, doveva essere rottamato. Tuttavia, il team di stampa 3D di igus® è arrivato poco prima ed è stato in grado di riprodurre l'ingranaggio usurato e rotto e di stamparlo in poche ore. Il trattore ora funziona di nuovo in modo affidabile grazie all'ingranaggio realizzato in iglidur® i3, che presenta proprietà di scorrimento significativamente migliori e una maggiore resistenza all'usura rispetto all'ingranaggio precedentemente installato in plastica normale.

Ottenere i pezzi di ricambio dal produttore originale spesso non è così facile come si potrebbe pensare. Anche nel caso del trattore utilizzato dalla squadra di pulizia di igus® per vari compiti, come lo sgranamento del sito, il produttore non è stato in grado di fornire un nuovo ingranaggio. L'ingranaggio rotto serve da avviamento per la grande corona dentata del motore. Il carico applicato all'ingranaggio ogni volta che il motore veniva avviato era troppo elevato per il componente realizzato in plastica normale e l'usura e la rottura si sono verificate rapidamente. Era quindi necessario un ingranaggio speciale che si adattasse con precisione, fosse resistente all'usura e avesse buone proprietà di scorrimento.

Il team di stampa 3D ha affrontato il problema ed è stato in grado di produrre un disegno dell'originale basato sull'ingranaggio rotto. Questo è stato convertito in un file STEP e quindi stampato utilizzando la sinterizzazione laser selettiva con iglidur® i3. Con un costo di 28 euro al pezzo, la stampa 3D senza utensili è stata 10 volte più economica della produzione meccanica, che sarebbe costata più di 300 euro. La forma speciale dell'ingranaggio con la geometria del mandrino all'interno non rappresenta un problema per la produzione additiva. Inoltre, l'ingranaggio stampato promette una durata maggiore rispetto all'ingranaggio utilizzato in precedenza, grazie all'elevata resistenza all'abrasione del materiale. In questo modo è stato possibile evitare la rottamazione del trattore e riportarlo in piena efficienza.

Uno dei maggiori vantaggi della stampa 3D è la libertà quasi illimitata nella progettazione dei componenti desiderati. Non esiste praticamente uno stampo che non possa essere prodotto in un solo passaggio. Pertanto, quando si tratta di produrre un pezzo di ricambio che non può più essere fornito dal produttore o che è di tipo speciale, la stampante 3D è la scelta giusta. Spesso i pezzi di ricambio sono richiesti solo in piccole quantità. Anche in questo caso, è molto più economico produrre i componenti con il processo additivo. La produzione senza utensili e con risparmio di risorse si traduce in quantità economicamente vantaggiose. Nel caso del trattore, era necessario un solo ingranaggio. Nella produzione meccanica sarebbe costato più di 300 euro, mentre nella stampa 3D il pezzo è costato 28 euro.

Su igus®, ci sono diversi modi per far stampare un ingranaggio. I progettisti, ad esempio, possono utilizzare il configuratore di ingranaggi igus® per configurare l'ingranaggio desiderato e poi ordinarlo direttamente a igus®. Il funzionamento esatto è spiegato qui. In alternativa, è possibile caricare un modello CAD esistente sul servizio di stampa 3D e ordinarlo con il materiale e il processo di produzione igus® appropriati.

Nel laboratorio di prova di igus® vengono eseguite diverse prove di carico. Tutti i prodotti igus® vengono messi alla prova per rendere gli strumenti online affidabili e significativi. Uno di questi strumenti è il calcolatore della durata di vita degli ingranaggi, con il quale è possibile calcolare la durata di vita degli ingranaggi in iglidur® i3 o iglidur® i8 in base ai dati di carico specifici dell'applicazione. In questo modo è facile verificare se il materiale è adatto alla propria applicazione e quando è necessario sostituire l'ingranaggio prima che si guasti.