Fabricação rápida e econômico de peças especiais complexas

• O que era necessário: Planadores especiais com geometrias complexas
• Processo de fabricação: Sinterização a laser
• Requisitos: Otimizado para deslizamento, autolubrificante, durável
• Material: iglidur® i3
• Setor: Automotivo
• Sucesso por meio da cooperação: produção econômica e rápida de pequenas séries. Componentes duráveis com operação a seco.

Os motoristas que não podem usar as pernas podem acelerar com as mãos no volante graças ao anel de aceleração digital Darios. Desenvolvido pela Kempf na Alsácia, o elegante e discreto anel do acelerador oferece conforto e segurança ao dirigir e pode ser integrado à maioria dos veículos automáticos. Para adaptar o anel do acelerador a volantes achatados, os engenheiros enfrentaram o desafio de permitir que o anel deslizasse na curva. Em 2019, a empresa recebeu o prêmio manus® por soluções inovadoras de problemas com rolamentos de plástico por sua solução - os controles deslizantes especiais feitos com o plástico de impressão 3D otimizado para deslizamento iglidur® i3.

Com o plástico SLS autolubrificante iglidur® i3, o serviço de impressão 3D da igus® pode produzir peças especiais complexas em 24 horas. Os componentes impressos com os polímeros deslizantes iglidur® são caracterizados por sua alta resistência ao desgaste e vida útil previsível.

"Para a produção de anéis de aceleração para volantes achatados, a empresa exige regularmente deslizamentos especiais que são conectados de forma móvel uns aos outros e deslizam ao redor do canto" por meio de um anel de metal. São necessários mais de 200 elementos por volante. A única maneira de realizar esse movimento é construir controles deslizantes especiais com geometria complexa. Esses controles deslizantes contêm vários rebaixos, o que torna a produção usando processos de fabricação convencionais não apenas difícil, mas também de custo muito elevado. Como os auxílios de direção da Kempf são fornecidos com uma garantia de 30 anos, os controles deslizantes especiais precisam ser extremamente duráveis e confiáveis. Não é possível lubrificar os componentes, pois eles estão permanentemente instalados dentro da cobertura de couro do anel de gás.

As estruturas complexas e os cortes inferiores dos planadores especiais só podem ser produzidos com eficiência por meio da manufatura aditiva. Com o plástico de alto desempenho otimizado para deslizamento iglidur® i3, a Kempf encontrou o material ideal para imprimir os elementos de filigrana. Os controles deslizantes especiais, que são produzidos em 24 horas usando o processo de sinterização a laser, funcionam suavemente na esquina sem lubrificação ou manutenção. Apesar da grande quantidade de mais de 10.000 peças por pedido, a produção dos controles deslizantes especiais usando a impressão 3D provou ser mais barata do que a moldagem por injeção devido ao alto nível de complexidade.

"O anel a gás é o melhor produto do mercado em termos de qualidade. O acabamento é incomparável e sua confiabilidade é ininterrupta. Dirigi um total de 785.000 quilômetros até agora sem nenhum problema técnico. Sim, são 785.000 quilômetros e 19.625 circunavegações da Terra."

Esse é apenas um dos muitos depoimentos entusiasmados dos usuários do Darios. Não é de se admirar, afinal, a Kempf está comprometida com a mais alta qualidade e oferece aos seus clientes uma garantia de 30 anos para todos os auxílios à direção.

A KEMPF foi fundada em 1955 por Hans Kempf, que ficou inválido após sofrer de poliomielite. Como mecânico entusiasta, ele inventou o anel do acelerador para que pudesse dirigir com as duas mãos no volante. Até o fim de sua vida, em 2002, ele havia convertido mais de 100.000 veículos.

O sistema de acelerador manual desenvolvido por Kempf é o único disponível no mercado que se adapta à velocidade do veículo: Em baixas velocidades, a aceleração é suave, progressiva e econômica; em altas velocidades, a aceleração é dinâmica para garantir uma condução segura e as manobras de ultrapassagem rápida são precisas e fáceis. Todas as funções usuais do volante, como ajuste, airbag e buzina, são mantidas. Os pedais também permanecem funcionais - o Darios pode ser desligado por meio de um interruptor para que outros motoristas possam operar o veículo da maneira habitual.

Para acelerar, o anel é empurrado na direção do volante. Isso requer apenas uma quantidade muito pequena de força (aproximadamente 3 newtons). O curso entre a marcha lenta e a aceleração total é de apenas aproximadamente 18 mm. Quando o volante desliza de volta para a posição de marcha à frente após uma curva, a tampa de rotação livre permite uma aceleração precisa na saída da curva, independentemente da posição do volante. Ambas as mãos podem permanecer no volante ao operar o Darios, de modo que o anel do acelerador também pode ser operado com apenas uma mão, por exemplo, para operar o freio de estacionamento do lado direito com a outra.

Revestido em couro fino, o anel do acelerador combina harmoniosamente com o interior do veículo, e os motoristas podem até escolher a cor do couro, se desejarem. Como muitos carros agora têm volantes achatados, o Darios 211 foi desenvolvido. Esse anel a gás é achatado, mas também tem uma tampa que gira livremente. Mas como é possível fornecer um anel achatado com uma tampa deslizante?

A nova tendência de equipar veículos com volantes achatados em vez de redondos apresentou um grande desafio aos engenheiros da Kempf. Por motivos técnicos e estéticos, um volante achatado requer um anel do acelerador igualmente achatado. O discreto anel do acelerador, que é integrado ao veículo como algo natural, na verdade contém vários detalhes elaborados. Equipar um anel do acelerador redondo com uma tampa deslizante é relativamente simples. Fornecer um anel do acelerador achatado com uma tampa que gire tão livremente quanto um anel redondo exigiu uma solução tecnicamente sofisticada.

Os desenvolvedores de produtos da Kempf encontraram essa solução em cooperação com a equipe de impressão 3D da igus®. O novo Darios 211, o primeiro anel de gás achatado do mundo, usa componentes fabricados aditivamente feitos de plástico otimizado para deslizamento, o iglidur® i3. O anel de gás achatado tem mais de duzentos desses elementos conectados de forma flexível. Eles formam um anel deslizante em torno do núcleo metálico achatado do anel de gás, permitindo que a carcaça deslize sem problemas. A Kempf recebeu o prêmio bronze manus® na Hannover Messe 2019 por essa solução particularmente inovadora.

Os engenheiros decidiram fabricar os complexos planadores especiais usando a impressão 3D, pois a moldagem por injeção era muito complicada e, portanto, cara devido aos inúmeros cortes inferiores. A manufatura aditiva praticamente não impõe restrições às regras de design, o que torna a produção de componentes com geometrias complexas particularmente econômica. Isso também elimina os custos com moldes.

Um dos motivos mais importantes para a escolha do iglidur® i3 como material para a fabricação dos planadores especiais foram os lubrificantes sólidos que ele contém. Isso elimina a necessidade de manutenção dos componentes e aumenta significativamente sua vida útil, pois quase não há desgaste. O iglidur® i3 é um pó SLS que pode ser processado em todas as máquinas de sinterização a laser convencionais. O pó é derretido camada por camada com um laser, o que permite o diagrama preciso de estruturas finas. Dependendo do tamanho do componente, vários milhares de peças podem ser produzidas em um processo de impressão que leva cerca de 24 horas. Os clientes se beneficiam não apenas da alta economia de custos, mas também da produção e do tempo de entrega incrivelmente rápidos. Outro recurso especial que somente a sinterização a laser possibilita nesse formato é a impressão de embalagens para as peças de filigrana no mesmo processo de impressão. Isso elimina os custos e o esforço de embalagem e o risco de perda ou dano de componentes individuais.

O iglidur® i3 é, de longe, o plástico de impressão 3D usado com mais frequência no serviço de impressão 3D da igus®. Além de várias aplicações de deslizamento, ele demonstra seus pontos fortes como o melhor plástico atualmente disponível no mercado para engrenagens impressas em 3D.