Une qualité étonnante pour les pièces détachées de voitures anciennes imprimées en 3D

• Ce qui était nécessaire : Vis sans fin de remplacement dans le tachymètre d'une voiture ancienne
• Procédé de fabrication : frittage sélectif au laser avec poudre SLS
• Exigences : Longue durée de vie, précision, prix avantageux
• Matériau : iglidur i6
• Secteur : Secteur automobile
• Succès grâce à la collaboration : haute précision, pas d'abrasion, fabrication rapide et économique, pas de lubrification

L'application en un coup d'œil :
Trouver des pièces de rechange pour des voitures anciennes est généralement difficile, voire impossible. L'approvisionnement en pièces de rechange est un problème bien connu, en particulier pour les véhicules exotiques et les modèles rares. Le Dr Jörg Pühler, propriétaire d'une Stanley 750B de 1924, cherchait une pièce de rechange pour le compteur de kilomètres du tachymètre.
La pièce d'origine était complètement ruinée par l'usure et les retouches de l'ancien propriétaire. Le service d'impression 3D en ligne d'igus a permis de remédier à la situation : l'arbre nécessaire avec la vis sans fin et la roue dentée a pu être imprimé à moindre coût et en peu de temps à partir de la matière plastique SLS iglidur i6 résistante à l'abrasion.

Dans un tachymètre Stewart-Warner, le pignon du premier arbre intermédiaire en prise avec la vis sans fin de l'arbre d'entrée n'était plus utilisable. Le pignon n'était plus en prise avec la vis sans fin. En raison des retouches effectuées par l'ancien propriétaire, il était impossible de prendre les bonnes dimensions. La fabrication d'une pièce de rechange a nécessité plusieurs tentatives et un matériau qui soit stable, permette une grande précision et soit adapté à un fonctionnement continu.

Grâce à l'iglidur i6 et au service d'impression 3D d'igus, une pièce de rechange fonctionnant de manière optimale a pu être fabriquée. Grâce à la fabrication rapide et économique par frittage laser, le propriétaire de la voiture ancienne a pu facilement tester plusieurs variantes de la construction en service. Grâce à l'utilisation d'une matière plastique haute performance avec des lubrifiants solides incorporés, la pièce n'a plus besoin d'être lubrifiée. Même après plus de 2000 miles d'utilisation, aucune usure n'est visible.

Le compteur de vitesse d'une Stanley 750B Oldtimer de 1924 ne fonctionnait plus - le compteur de miles était défectueux. Le propriétaire a pu identifier la cause de la panne : le pignon situé sur le premier arbre intermédiaire, qui est en prise avec la vis sans fin sur l'arbre d'entrée. En raison de l'usure, le pignon n'était plus en prise avec la vis sans fin.

Le problème était causé par le compteur journalier à trois chiffres : les disques des chiffres avaient un jeu axial d'environ 0,2 mm et il n'y avait pas de rondelle élastique pour presser les disques les uns contre les autres. De temps en temps, une petite roue dentée de report glissait entre les disques et bloquait le totalisateur. Le jeu axial a pu être éliminé par l'ajout d'une rondelle en laiton légèrement courbée de 0,1 mm d'épaisseur sur le côté, de sorte qu'aucun blocage n'a pu être observé.

Une fois la cause de la panne éliminée, la fabrication d'une pièce de rechange a pu être entreprise. À l'aide du logiciel FreeCAD, le Dr. Pühler a réussi à créer un fichier CAO avec un modèle 3D de la pièce nécessaire. La première commande via le service d'impression 3D d'igus s'est déroulée sans problème et la pièce de rechange finie est arrivée quelques jours plus tard.

Le matériau était stable et même les plus petits détails ont pu être parfaitement reproduits. L'arbre s'est adapté du premier coup dans les roulements et la vis sans fin pour la sortie était également adaptée avec précision. Cependant, il s'est avéré que l'usure du pignon d'origine était si importante que les dimensions de la roue dentée reconstruite étaient trop petites.

Il suffisait de modifier un paramètre du modèle CAO et la deuxième version pouvait déjà être envoyée à l'impression. Le deuxième exemplaire fonctionnait déjà assez bien et a pu résister à un bref fonctionnement en continu. Mais comme il s'est un peu grippé à faible vitesse, il a fallu produire une troisième version avec un module d'engrenage et un angle d'inclinaison adaptés. Le troisième exemplaire tournait parfaitement rond et avait le bon engrènement.

L'un des grands avantages de la fabrication additive est la possibilité de mettre en œuvre des modifications rapidement et sans trop d'efforts. Tant l'adaptation du modèle numérique que la commodité de la commande en ligne et la rapidité de la fabrication permettent de procéder à des adaptations de prototypes et de pièces de rechange en temps voulu et à moindre coût.

La difficulté de la fabrication de pièces de rechange par impression 3D réside souvent dans la création d'un modèle 3D adapté. On trouve sur Internet de nombreux tutoriels et outils en ligne gratuits pour la création de CAO. Le site web d'igus propose également plusieurs configurateurs CAO gratuits pour les utilisateurs sans connaissances préalables, notamment pour les roues dentées, les roulements et les écrous à filetage trapézoïdal. Ceux qui ne souhaitent pas faire ce travail eux-mêmes peuvent trouver du soutien pour la construction de pièces de rechange imprimées en 3D  auprès d'ateliers ouverts et d'autres initiatives de réparation.

Après avoir été testé de manière approfondie sur le banc d'essai, l'arbre a pu être monté sur le tachymètre et celui-ci sur la voiture de collection. Les lubrifiants solides incorporés dans le plastique constituent un avantage considérable de l'iglidur i6, car grâce à eux, l'utilisateur peut s'épargner la lubrification des composants - même si la contrepartie est en métal.

Après plus de 2000 miles d'utilisation, la vis imprimée est toujours en pleine forme et aucun signe d'usure n'est visible. Les traces minimales d'abrasion du métal visibles sur la photo proviennent de la vis sans fin d'entraînement et sont apparues dans la phase initiale de l'essai ; elles n'ont pas changé de manière perceptible dans la suite de l'utilisation.