Integrierte Festschmierstoffe für schmierfreien Kinderwagen – Ersatzteile aus dem 3D-Drucker vereinfachen die Demontage

• Was wurde benötigt: schmierfreie Lagerung
• Herstellungsverfahren: selektives Lasersintern
• Anforderungen: gute Gleiteigenschaften, hohe Verschleißfestigkeit, hohe Lebensdauer
• Material: iglidur i3
• Branche: Transportmittel
• Erfolg durch die Zusammenarbeit: kein externes Schmiermittel nötig, einfache (De-)Montage, langlebige Gleitlager

Die Anwendung auf einen Blick:
Um einen Kinderwagen im Auto platzsparend transportieren zu können, haben viele Hersteller die Wagen mit demontierbaren Komponenten ausgestattet. Die Reifen lassen sich beispielsweise aus ihren Lagern ziehen. Allerdings sind die Metallzapfen der Reifen, die in die Gleitlager gesteckt werden, geschmiert. Das führt dazu, dass bei der Demontage Schmiermittel auf die Kleidung oder an die Hände gelangen kann. Um diese Problematik aus dem Weg zu räumen, hat Tom Krause, Leiter der Additiven Fertigung, die Lagerung nachgezeichnet und im Lasersinter-Verfahren gedruckt. Der eigens für das Lasersintern entwickelte Werkstoff iglidur i3 ist gut geeignet für das Bauteil, denn die integrierten Festschmierstoffe machen eine externe Schmierung überflüssig. Neben den guten Gleiteigenschaften zeichnen sich Bauteile aus iglidur i3 durch die bis zu 50 mal höhere Lebensdauer im Vergleich zu regulären 3D-Druckmaterialien aus.

Kinderwagen sind oft so konzipiert, dass man sie mit wenigen Handgriffen auseinanderbauen kann, um sie platzsparend im Kofferraum des Autos zu verstauen. So können auch die Reifen meistens einfach aus ihren Lagern gezogen werden. Das Problem bei einem Großteil der Konstruktionen: die Metallzapfen, die in die Gleitlager gesteckt werden, sind geschmiert und können bei Demontage die Hände oder Kleidung verschmutzen. Außerdem müssen die Reifen separat in Plastiktüten oder ähnlichen Behältnissen verstaut werden, da sie sonst Gefahr laufen, auszutrocknen.

Die Lösung für dieses Problem fand sich schnell in Köln in der 3D-Druck Abteilung der Firma igus. Dort werden tribologisch optimierte Werkstoffe für additive Verfahren entwickelt, darunter auch das eigens für das Lasersintern hergestellte Material iglidur i3. Nachdem der Leiter der Additiven Fertigung, Tom Krause, das alte Lager vermessen und daraus ein CAD-Modell erstellt hatte, war auch der Druck des Bauteils schnell erledigt. Die neuen Lager aus iglidur i3 überzeugen durch die integrierten Festschmierstoffe, die eine externe Schmierung überflüssig machen. Darüber hinaus sind die guten Gleiteigenschaften und die hohe Verschleißfestigkeit des Materials gut geeignet für die Lagerstellen des Kinderwagens.

Wer Kinder hat, kennt den Fall: Für Ausflüge und im Urlaub muss der Kinderwagen im Kofferraum des Autos Platz finden. Am besten geht das mit Kinderwagen, die man mit wenigen Handgriffen in seine Einzelteile zerlegen kann. Im Einzelfall stellte sich diese Aufgabe wegen der geschmierten Zapfen an den Rädern als sehr kompliziert heraus. Die Hände und die Kleidung waren voller Schmierfett und die Räder mussten nochmal einzeln in Plastiktüten gepackt werden, damit das Schmierfett nicht noch an die Innenausstattung des Autos gerät und die Zapfen austrocknen.

Es war relativ schnell möglich, die Lager für die geschmierten Zapfen nachzuzeichnen und mit dem dafür am besten geeigneten Werkstoff additiv zu fertigen. Die additive Fertigung ist ressourcensparend und besonders günstig, da bis auf den 3D-Drucker und das Druckmaterial keine weiteren Werkzeuge nötig sind. Das macht günstige Drucke ab Stückzahl 1 möglich. Neben einfachen Bauteilen können im 3D-Druck auch komplexere Bauteile in einem Durchgang gefertigt werden. Diese konstruktive Freiheit ist besonders wertvoll für individuelle Kundenanwendungen. Im Zusammenspiel mit den igus eigenen Hochleistungspolymeren können beim igus 3D-Druck-Service individuelle Bauteile in Auftrag gegeben werden, die den Anforderungen ihrer Anwendung genau entsprechen. Die gemeinsame Komponente der gleitoptimierten Kunststoffe bilden die integrierten Festschmierstoffe, die Schmierfett überflüssig machen. Grundsätzlich weisen Bauteile aus igus-Kunststoffen einen geringeren Verschleiß und bessere Gleiteigenschaften auf als herkömmliche Kunststoffe.
Auch in diesem Fall laufen die Gleitlager aus iglidur i3 sogar nach 4 Jahren noch einwandfrei und zuverlässig.