Fabricação rápida e econômico de peças especiais complexas

• O que era necessário:controles deslizantes especiais com geometrias complexas
• Método de fabricação: sinterização seletiva a laser
• Requisitos:Propriedades de deslizamento otimizadas, autolubrificantes, duráveis
• Material: iglidur i3
• Indústria: Automotiva
• Sucesso da colaboração:fabricação rápida e econômica de pequenos volumes. Componentes resistentes com funcionamento a seco.

Os motoristas que não podem usar as pernas agora podem acelerar no volante com as mãos, graças ao anel acelerador digital Darios. Desenvolvido pela Kempf na Alsácia, o anel do acelerador elegante e discreto garante uma condução segura e confortável e pode ser integrado na maioria dos veículos de transmissão automática. O desafio que os engenheiros enfrentaram ao adaptar o anel de aceleração aos volantes planos foi conseguir que o anel deslizasse pela esquina. A solução assumiu a forma de controles deslizantes especiais feitos de plástico de impressão iglidur i3 3D otimizado para deslizamento e rendeu à empresa o prêmio manus 2019 por soluções inovadoras de rolamentos de plástico.

Peças especiais complexas podem ser fabricadas a partir do plástico de sinterização laser autolubricante iglidur i3 no serviço de impressão 3D igus dentro de 24 horas. Peças impressas com polímeros de deslizamento iglidur apresentam grande resistência ao desgaste e vida útil previsível.

A posição do anel do acelerador é detectada por dois sensores e transmitida por meio de uma conexão por fio a um computador localizado sob o painel lateral. Cada modelo de volante é medido com um scanner 3D para integrar de forma ideal o mecanismo, os sensores e uma placa de circuito impresso DARIOS. Fonte: Kempf

Problema

Para fabricar anéis de aceleração para volantes achatados, o cliente necessita regularmente de elementos deslizantes especiais que são unidos e deslizam "ao virar da esquina" em um anel metálico. São necessários mais de 200 elementos para cada volante. A única opção para realizar esse movimento é projetar controles deslizantes especiais com uma geometria complexa envolvendo vários rebaixos, tornando a produção com métodos de fabricação convencionais não apenas difícil, mas muito cara. Há uma garantia de 30 anos para os auxiliares de direção Kempf, portanto, os controles deslizantes especiais devem ser extremamente duráveis e confiáveis. Os componentes não podem ser lubrificados, uma vez que estão permanentemente instalados no interior da manga em couro do anel do acelerador.

Solução

As estruturas complexas e os cortes inferiores dos elementos deslizantes especiais só podem ser produzidos eficientemente com a fabricação aditiva. O iglidur I3, um polímero de elevada performance com propriedades de deslizamento otimizadas, deu à Kempf o material ideal para imprimir os elementos delicados. Sinterizados a laser em 24 horas, os elementos deslizantes especiais não necessitam de lubrificação ou manutenção para se moverem suavemente ao virar da esquina. Apesar da elevada quantidade de encomendas (mais de 10.000 unidades por encomenda), a grande complexidade dos elementos deslizantes especiais tornou a impressão 3D ainda mais econômica do que a injeção.  

O anel de aceleração digital Darios permite que ambas as mãos permançam no volante. O condutor também pode conduzir e acelerar com uma mão e acionar o freio de mão com a outra mão. Fonte: Kempf

Conduzir apenas com as mãos: Darios, o anel de aceleração digital no volante

 "O anel acelerador é o produto de melhor qualidade do mercado. Seu acabamento é excelente e sua confiabilidade inabalável. Até agora, eu dirigi um total de 785.000 quilômetros sem nenhum problema técnico. Sim, 785.000 quilômetros ou 19.625 vezes em todo o mundo. "

Esta é apenas uma das muitas referências entusiasmadas de clientes dos usuários da Darios. E não é de admirar, afinal, a Kempf insiste na mais alta qualidade de seus produtos e oferece aos seus clientes uma garantia de 30 anos em todos os seus auxiliares de direção.

A KEMPF foi fundada em 1955 por Hans Kempf, que teve dificuldade para andar depois de sofrer de poliomielite. Como mecânico entusiasta, inventou o anel de aceleração a fim de poder conduzir com as duas mãos no volante. Quando morreu, em 2002, ele havia reformado mais de 100 mil veículos.

O sistema de aceleração manual desenvolvido pela Kempf é o único no mercado que se adapta à velocidade do veículo: em baixas velocidades, a aceleração é suave, progressiva e econômica, enquanto em altas velocidades, é dinâmico para que a condução seja mais segura e o motorista possa realizar manobras de ultrapassagem rápidas com precisão e facilidade. Todas as funções usuais do volante, como ajuste, airbag e buzina, são mantidas. Os pedais também permanecem funcionais - o Darios pode ser desativado por meio de um interruptor para que outros motoristas possam operar o veículo da maneira usual.

O anel de aceleração pode ser instalado em quase todos os carros com transmissão automática. Encaixa-se perfeitamente e elegantemente no design do interior. Fonte: Kempf

Aceleração precisa graças ao movimento livre da manga

Para acelerar, o anel é pressionado na direção do volante. Isso requer apenas uma quantidade muito pequena de força (cerca de três newtons). O curso entre a marcha lenta e a aceleração total é de apenas cerca de 18 mm. Quando o volante desliza de volta para a posição reta após uma curva, a manga de rotação livre permite uma aceleração precisa quando o veículo sai da curva, independentemente da posição do volante. Ambas as mãos podem permanecer no volante quando o Darios está em operação, mas o anel do acelerador também pode ser operado com apenas uma mão para que o freio de mão possa ser operado com a outra. 

Com sua capa de couro fino, o anel do acelerador se encaixa harmoniosamente com o interior dos veículos e a cor do couro pode ser escolhida, se necessário. Desde que o Darios 211 foi desenvolvido, muitos carros agora têm volantes planos. Este anel de acelerador é plano, mas também possui uma manga livremente rotativa. Mas como um anel plano pode ser equipado com uma tampa deslizante? 

Muitos veículos novos têm volantes planos. O anel de aceleração tinha portanto de ter um desenho plano para estes veículos, o que apresentava alguns problemas técnicos difíceis aos construtores. Fonte: Kempf

Mais de 200 elementos deslizantes especiais em iglidur I3 garantem um deslizamento sem atrito

A nova tendência de equipar os veículos com volantes planos em vez de redondos apresentou aos engenheiros da Kempf um grande desafio. Para um volante plano, um anel de aceleração plano tão achatado como o volante é necessário tanto por razões técnicas como estéticas. O dispositivo discreto que parece ser uma parte natural do veículo está, na realidade, cheio de numerosos detalhes complexos. Equipar um anel de aceleração redondo com uma manga deslizante é comparativamente fácil. Cobrir um anel de aceleração plano com uma manga que gira tão livremente como um redondo exige uma solução tecnicamente complexa.  
 
Os responsáveis pelo desenvolvimento de produtos da Kempf encontraram esta solução em colaboração com a equipa de impressão 3D da igus. No novo Darios 211, o primeiro anel de aceleração plano do mundo, são utilizados componentes fabricados aditivamente em polímero iglidur I3 que tem características de deslizamento otimizadas. O anel de aceleração plano tem mais de duzentos desses elementos que são unidos de forma flexível. Formam um anel deslizante em torno do núcleo metálico plano do anel de aceleração e permitem assim um deslizamento sem problemas da manga. Por esta solução especialmente inovadora, a empresa Kempf recebeu o prêmio manus de bronze na Feira de Hannover em 2019.

Um anel de aceleração Darios 211 contém mais de 200 elementos deslizantes especiais complexos que permitem o deslizamento sem atrito da manga de couro sobre o anel metálico. Fonte: Kempf

Vantagens dos elementos deslizantes especiais impressos em iglidur I3

Os engenheiros decidiram imprimir em 3D os complexos controles deslizantes especiais, devido aos inúmeros rebaixos que tornaram a moldagem por injeção muito complicada e, portanto, cara. A manufatura aditiva quase não impõe restrições em relação às regras de projeto, e isso torna os componentes de fabricação com geometrias complexas econômicos. Também elimina os custos da ferramenta.

Uma das razões mais importantes para escolher o iglidur i3 como material de fabricação para o controle deslizante especial foram os lubrificantes sólidos que ele contém. Não é necessária manutenção de componentes e a vida útil do componente aumenta consideravelmente porque quase não há desgaste. O iglidur i3 é um pó SLS que pode ser processado por todas as máquinas de sinterização a laser convencionais. O pó é derretido camada por camada com um laser, permitindo a reprodução precisa de estruturas finas. Dependendo do tamanho do componente, vários milhares de peças podem ser fabricadas em um processo de impressão que dura cerca de 24 horas. O cliente lucra não apenas com a alta economia de custos, mas também com o rápido tempo de fabricação e entrega. Outra característica especial que somente a sinterização a laser permite nesta forma é a impressão de embalagens para as peças de filigrana no mesmo processo de impressão. Os custos de embalagem e o trabalho que ela envolve são evitados e não há risco de que componentes individuais sejam perdidos ou danificados.

O iglidur i3 é de longe o plástico de impressão 3D mais utilizado no serviço de impressão 3D igus. Além de sua adequação para diferentes aplicações deslizantes, ele demonstra seus pontos fortes como um dos melhores plásticos do mercado para engrenagens impressas em 3D.