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Parametri del test:
Qual è il materiale migliore per il tipo di ruota dentata?
iglidur I6 è un materiale per sinterizzazione laser appositamente sviluppato per ruote a vite senza fine. Oltre ai vantaggi che accomunano i vari tecnopolimeri iglidur, come la resistenza all'usura e le proprietà autolubrificanti, iglidur I6 si contraddistingue per la sua enorme capacità di scorrimento, che ottimizza la funzionalità delle ruote a vite senza fine. L'idea per lo sviluppo è nata dai progettisti del nostro braccio robotico robolink. Nei test, le ruote a vite senza fine in iglidur I6 hanno dimostrato una resistenza all'usura di gran lunga maggiore rispetto alle altre ruote a vite senza fine stampate in 3D con materiali più comuni. Le ruote a vite senza fine in plastica sono adatte per l'utilizzo industriale solo se viene utilizzato un tecnopolimero di alta qualità. I precedenti test con PLA e ABS non hanno avuto successo perché l'elevato coefficiente d'attrito causava l'usura precoce dei componenti. Ecco perché sono stati sviluppati nuovi tecnopolimeri con le caratteristiche desiderate. Progettati specificatamente per alte temperature o per il settore alimentare. I test di usura eseguiti mostrano che questi materiali sono molto resistenti all'usura. I dati del materiale iglidur I6 sono disponibili qui.
I vantaggi più importanti sono resistenza all'usura, resistenza agli urti, elasticità per ridurre la pressione superficiale, resilienza eccezionale, proprietà autolubrificanti, resistenza alla corrosione, funzionamento silenzioso e assenza di manutenzione. Il criterio più importante è il tecnopolimero utilizzato. I materiali speciali si contraddistinguono per elevata resistenza all'usura e robustezza, alta precisione, precisione superficiale e durata d'esercizio estremamente lunga in applicazioni con ruote a vite senza fine.
Di base, gli ingranaggi in tecnopolimero sono adatti per il funzionamento a secco senza olio lubrificante – ciò consente agli ingranaggi senza fine stampati in iglidur di funzionare senza lubrificazione. In genere, l'utente trae immediati vantaggi dall'utilizzo di ruote a vite senza fine realizzate con tecnopolimeri di alta qualità perché i costi di manutenzione e le interruzioni diminuiscono notevolmente. Inoltre, la produzione 3D è più flessibile per i progettisti rispetto alla lavorazione convenzionale di ingranaggi in metallo o tecnopolimero. Nel primo caso la geometria dell'ingranaggio senza fine si può assolutamente ottimizzare, mentre nel secondo occorre fare dei compromessi. Geometria ottimizzata significa che il gioco impiega più tempo a svilupparsi negli ingranaggi senza fine in tecnopolimero rispetto agli ingranaggi lavorati da macchina. La pressione superficiale e l'usura sono notevolmente ridotte grazie alle ampie aree di contatto.
In genere, la ruota a vite senza fine viene utilizzata come ultimo ingranaggio nei riduttori. Tradizionalmente, è realizzata con una lega di rame e stagno. Questo materiale mostra eccellenti caratteristiche di funzionamento con componenti in acciaio. Un punto a favore dell'utilizzo di ruote a vite senza fine in metallo resta il caso in cui si genera molto calore o quando vengono trasmesse coppie elevate. Gli ingranaggi senza fine in metallo spesso vengono integrati nei circuiti di raffreddamento e lubrificazione. In molti casi, la vite senza fine in acciaio temprato viene utilizzata con una ruota elicoidale in materiale più morbido, come ottone o bronzo. Ma per le ruote elicoidali vengono sempre più utilizzati tecnopolimeri autolubrificanti.
La progettazione di ruote elicoidali e riduttori a vite senza fine necessita di un'armonizzazione precisa della geometria del fianco del dente. Ciò è necessario per la trasmissione delle coppie previste e per garantire che i profili siano resistenti all'usura e all'abrasione. Per la produzione di particolari una tantum e di piccole serie, è fondamentale trovare processi di produzione semplici ed economici che permettano di condividere il progetto su diversi computer e di replicarlo in vari sistemi di stampa 3D, rendendolo commercialmente competitivo.
Le viti senza fine in alluminio anodizzato duro sono particolarmente adatte a carichi elevati. Tuttavia, siccome presentano un'elevata resistenza, le viti senza fine prodotte con il servizio di stampa 3D igus in iglidur I3 sono sufficienti per carichi normali. Un altro grande vantaggio è la libertà di progettazione, poiché anche le viti senza fine complesse e rare come le viti globoidali si possono stampare in 3D, rapidamente e a basso costo.
In un riduttore, la ruota elicoidale è il componente controparte della vite senza fine. Poiché la capacità di scorrimento è molto importante per le ruote a vite senza fine, spesso vengono prodotte in bronzo. La stampa 3D di quantità ridotte di ruote dentate elicoidali con polimeri ad alte prestazioni è particolarmente conveniente e, cosa più importante, è più rapida – e produce caratteristiche simili.
I riduttori a vite senza fine vengono utilizzati laddove è necessaria una funzione di riduzione affidabile, precisa e silenziosa. Il componente deve essere robusto e il funzionamento silenzioso. Gli ingranaggi senza fine si possono utilizzare per implementare spostamenti degli assi tra entrata e uscita. È possibile trasferire coppie importanti in spazi molto piccoli. Per questo motivo, i principali ambiti di utilizzo delle ruote dentate elicoidali sono sistemi di nastri trasportatori, tecnologia robotica, macchine per la lavorazione di profili, sistemi di separazione, dispositivi di estrusione, macchine per attività mineraria e vogatori. Gli ingranaggi a vite senza fine vengono utilizzati anche in presse e impianti di laminazione, attrezzature da palcoscenico e teatro, attuatori, costruzione di macchine e tecnologia di sollevamento.
Un riduttore a vite senza fine è un particolare riduttore con ruota dentata elicoidale. Il dente ingrana sull'albero di trasmissione, in modo molto simile a una vite. L'ingranaggio di accoppiamento è la ruota elicoidale. La vite senza fine può essere pensata come un ingranaggio cilindrico con filettature diagonali. La sua particolarità è che la vite senza fine ha solo un principio. Tuttavia, esistono viti senza fine con due o più principi. Questo design rende il rapporto di trasmissione relativamente alto. Una proprietà tipica dell'ingranaggio a vite senza fine è la sua funzione autobloccante. La vite senza fine trasmette moto alla ruota elicoidale. L'inversione del moto è impedito dalla funzione di autobloccaggio. Anche lo spostamento di grandi masse può essere problematico, poiché l'arresto brusco del riduttore non è raccomandato in tali applicazioni.
