Des roues dentées imprimées améliorent les tolérances pour des objets en suspension dans une vitrine

Portrait

• De quoi avait-on besoin ? Roues dentées avec des tolérances précises
• Procédé de fabrication : frittage sélectif par laser (SLS)
• Exigences : Absence d'entretien, faible niveau de bruit, fonctionnement sans frottement.
• Matériau : iglidur i3
• Branche : fabrication de meubles
• Succès grâce à la collaboration : composants sans entretien, rotation des objets sans vibrations et sans bruit, l'illusion peut être maintenue

L'application en un coup d'œil

L'entreprise belge Levita s'est donné pour mission de présenter d'une manière particulière des produits de grande valeur tels que des montres-bracelets, des téléphones portables, des lunettes ou des bijoux. Pour ce faire, elle a conçu une vitrine qui fait "flotter" les objets de taille moyenne grâce à deux mouvements linéaires et une rotation, tout en les faisant tourner de 360° autour de leur axe. Pour les mouvements linéaires et la rotation sans vibration du mécanisme, il a toutefois fallu trouver des composants optimisés en termes de glissement afin de créer l'illusion d'objets en suspension.

Pour ce type de présentation unique de produits, l'entreprise avait besoin d'un mécanisme fiable. L'un des principaux problèmes était de contourner l'effet de glissement. Le mécanisme devait également comporter des composants ne nécessitant pas d'entretien et fonctionner silencieusement. Les roues dentées imprimées en 3D utilisées au départ n'avaient pas de tolérances suffisantes et provoquaient donc de fortes vibrations.

Grâce à différents produits d'igus, il a été possible de concevoir et de produire un mécanisme sans friction pour la vitrine, qui soit à la fois silencieux et capable d'éliminer les vibrations initiales. L'effet de stick-slip a également pu être éliminé. Pour le système de rotation, Levita a utilisé la couronne d'orientation iglidur PRT-01 et des roues dentées imprimées en 3D en iglidur i3, une matière plastique optimisée sur le plan tribologique. Grâce aux tolérances améliorées (0,1 mm au lieu de 0,2 mm) et à la précision de l'impression SLS, les vibrations ont pu être réduites de manière drastique. L'astuce optique de l'objet flottant lentement est ainsi conservée. En plus des bons effets mécaniques des composants igus, les lubrifiants solides intégrés dans les pièces en plastique jouent un rôle important, car ils permettent un fonctionnement sans entretien et sans effet de stick-slip.

Frittage sélectif au laser chez igus - réalisation de pièces filigranes

Outre le procédé de dépôt de brins (FDM), le service d'impression 3D d'igus propose le frittage sélectif au laser comme procédé de fabrication de pièces fabriquées de manière additive. Dans le procédé SLS, un laser chauffe ponctuellement les endroits d'un lit de poudre qui se fondent en un objet tridimensionnel préalablement construit. Une raclette redistribue la poudre après chaque couche fondue. Ce processus se déroule sans outil, ce qui se traduit à la fois par le prix et la vitesse de fabrication. Les pièces fabriquées selon le procédé SLS présentent une grande précision dimensionnelle, ainsi qu'une grande résistance et une bonne liaison des couches. Pour "The Box" de Levita, la précision des détails de l'impression était notamment d'une grande importance - sans elle, il n'aurait pas été possible de modifier la tolérance de 0,2 mm à 0,1 mm.

iglidur i3, iglidur i6, iglidur i8-ESD : impression 3D de roues dentées en plastique de tous types chez igus.

Les matériaux SLS en polymères hautes performances assurent aux roues dentées une durée de vie jusqu'à 5 fois supérieure à celle des roues dentées usinées en matières plastiques régulières. Grâce au laboratoire d'essai d'igus, ces valeurs peuvent toujours être confirmées par des essais réalistes. Les résultats des tests ont également permis d'identifier différents domaines d'application pour les matériaux iglidur i3, iglidur i6 et iglidur i8-ESD. Ainsi, l'iglidur i3 convient particulièrement aux engrenages cylindriques et coniques, car il présente une résistance supérieure. L'usinage détaillé et les surfaces exactes parlent également en faveur d'une utilisation pour toutes les autres formes de roues dentées. Outre l'iglidur i3, l'iglidur i6 brille également par ses propriétés de glissement optimisées et est particulièrement recommandé pour les engrenages à vis sans fin, ainsi que pour les applications où des composants conformes aux normes alimentaires sont indispensables. L'iglidur i8-ESD est utilisé lorsque des roues dentées avec des propriétés ESD sont nécessaires. Elles sont par exemple utilisées dans les machines ATEX. En plus des différents domaines d'application, les résultats des tests effectués par le laboratoire d'igus fournissent la base d'un calculateur de durée de vie en ligne pour les roues dentées. Sur la base des données collectées empiriquement, les clients peuvent facilement calculer en ligne la durée de vie exacte à l'aide de leurs paramètres spécifiques pour leur application de roue dentée.