Engrenagem de substituição impressa em 3D - pequena mudança, grande efeito

O que era necessário: Engrenagem de reposição para um motor de trator
Processo de fabricação: sinterização seletiva a laser
Requisitos: alta resistência ao desgaste, boas propriedades de deslizamento, boas características mecânicas
Material: iglidur® i3
Setor: Veículos comerciais
Sucesso por meio da cooperação: Custos de fabricação 10 vezes mais favoráveis do que nos processos de fabricação convencionais, componente complexo fabricado em uma única peça, maior resistência à abrasão

A aplicação em um relance:
A equipe de limpeza da igus® usa um trator para seu trabalho, como espalhamento e transporte. Depois de algum tempo, a engrenagem usada como motor de arranque para o motor do trator estava tão desgastada que o trator não conseguia mais dar partida. O fabricante não conseguiu fornecer um substituto e, portanto, o trator continuou fora de serviço. Após cerca de um ano sem um trator, ele deveria ser descartado. No entanto, a equipe de impressão 3D da igus® chegou um pouco antes e conseguiu reproduzir a engrenagem desgastada e quebrada e imprimi-la em apenas algumas horas. O trator agora está funcionando de forma confiável novamente graças à engrenagem feita de iglidur® i3, que tem propriedades de deslizamento significativamente melhores e maior resistência ao desgaste do que a engrenagem instalada anteriormente, feita de plástico comum.

Obter peças de reposição do fabricante original geralmente não é tão fácil quanto se imagina. Até mesmo no caso do trator usado pela equipe de limpeza da igus® para várias tarefas, como a aplicação de granalha no local, o fabricante não conseguiu fornecer uma nova engrenagem. A engrenagem quebrada serve como um acionador de partida para a engrenagem de anel grande do motor. A carga aplicada à engrenagem toda vez que o motor era ligado era muito alta para o componente feito de plástico comum, e o desgaste e a quebra começaram rapidamente. Portanto, era necessária uma engrenagem especial que se encaixasse com precisão, fosse resistente ao desgaste e tivesse boas propriedades de deslizamento.

A equipe de impressão 3D resolveu o problema e conseguiu produzir um desenho do original com base na engrenagem quebrada. Esse desenho foi convertido em um arquivo STEP e, em seguida, impresso usando sinterização seletiva a laser com iglidur® i3. A 28 euros por peça, os custos da impressão 3D sem ferramentas foram 10 vezes mais baratos do que a produção mecânica, que teria custado mais de 300 euros. O formato especial da engrenagem com a geometria do eixo interno não é problema para a manufatura aditiva. Além disso, a engrenagem impressa promete uma vida útil mais longa do que a engrenagem usada anteriormente, graças à alta resistência à abrasão do material. Isso significa que o trator pode deixar de ser sucateado e voltar a funcionar plenamente.

Uma das maiores vantagens da impressão 3D é a liberdade quase ilimitada no design dos componentes desejados. Não há praticamente nenhum molde que não possa ser produzido em uma única passagem. Portanto, quando se trata de produzir uma peça de reposição que não pode mais ser fornecida pelo fabricante ou que é de um tipo especial, a impressora 3D é a escolha certa. Muitas vezes, as peças de reposição são necessárias apenas em pequenas quantidades. Também nesse caso, é significativamente mais barato ter os componentes fabricados usando o processo aditivo. A produção sem ferramentas e com economia de recursos resulta em quantidades econômicas. No caso do trator, foi necessária apenas uma engrenagem. Isso teria custado mais de 300 euros na produção mecânica - na impressão 3D, a peça custou 28 euros.

Na igus®, há várias maneiras de imprimir uma engrenagem. Os engenheiros de projeto, por exemplo, podem usar o configurador de engrenagens da igus® para configurar a engrenagem necessária e depois encomendá-la diretamente da igus®. Como isso funciona exatamente é explicado aqui. Como alternativa, um modelo CAD existente pode ser carregado no serviço de impressão 3D e encomendado com o material e o processo de fabricação apropriados da igus®.

Vários testes de carga são realizados no laboratório de testes da igus®. Todos os produtos da igus® são testados para que as ferramentas on-line sejam confiáveis e significativas. Uma dessas ferramentas é a calculadora de vida útil para engrenagens, com a qual a vida útil das engrenagens feitas de iglidur® i3 ou iglidur® i8 pode ser calculada dependendo dos dados de carga específicos da aplicação. Isso facilita a verificação se o material é adequado para sua aplicação e quando você deve trocar a engrenagem antes que ela falhe.