3D-geprinte reserve-onderdelen voor klassieke auto's van verbazingwekkend goede kwaliteit

• Wat was er nodig? Vervangingsworm in de snelheidsmeter van een klassieke auto
• Productiemethode: Selectief lasersinteren met SLS-poeder
• Vereisten: Lange levensduur, precisie, gunstige prijs
• Materiaal: iglidur® i6
• Industrie: Automobielindustrie
• Succes door samenwerking: Hoge precisie, geen slijtage, snelle en kosteneffectieve productie, geen smering

De toepassing in één oogopslag:
Reserveonderdelen vinden voor oldtimers is meestal moeilijk, zo niet onmogelijk. Het is een bekend probleem en vooral lastig voor exotische voertuigen en zeldzame modellen. Dr. Jörg Pühler, de eigenaar van een Stanley 750B uit 1924, was op zoek naar een reserveonderdeel voor de kilometerteller in zijn snelheidsmeter.
Het originele onderdeel was volledig geruïneerd door slijtage en het werk dat de vorige eigenaar aan de auto had gedaan. De online 3D printservice van igus® De benodigde as met schroef en tandwiel kon voordelig en in korte tijd worden geprint van het slijtvaste SLS-kunststof iglidur® i6.

In de snelheidsmeter van Stewart Warner werkte het tandwiel op de eerste tussenas, dat in de worm op de ingaande as grijpt, niet meer. Het rondsel maakte geen contact meer met het wormwiel. Door het werk dat de vorige eigenaar aan de snelheidsmeter had gedaan, was het onmogelijk om de juiste afmetingen te bepalen. Het maken van een reserveonderdeel vereiste verschillende pogingen en een materiaal dat stabiel was, een hoge precisie mogelijk maakte en geschikt was voor continu gebruik.

Met de 3D printservice van igus werd een volledig functionerend reserveonderdeel gemaakt van iglidur i6. Dankzij de snelle en kosteneffectieve productie met de lasersintermethode was het voor de oldtimer-eigenaar eenvoudig om verschillende varianten van het onderdeel in de praktijk te testen. Dankzij het hoogwaardige polymeer met geïntegreerde vaste smeermiddelen hoeft het onderdeel niet meer gesmeerd te worden. Zelfs na meer dan 2000 kilometer gebruik zijn er geen tekenen van slijtage waarneembaar.

De snelheidsmeter van een Stanley 750B oldtimer uit 1924 werkte niet meer - de kilometerteller was defect. De oorzaak van het defect werd door de eigenaar gevonden in het tandwiel dat zich op de eerste tussenas bevond en gekoppeld was met de worm op de ingaande as. Door slijtage maakte het rondsel geen contact meer met de worm.

Het probleem werd veroorzaakt door de driecijferige dagteller: De schijven hadden ongeveer 0,2 mm axiale speling en er was geen veerring om de schijven tegen elkaar te drukken. Af en toe gleed er een klein transmissietandwiel tussen de schijven en blokkeerde de teller. Een iets gebogen, 0,1 mm dikke messing ring die aan de zijkant was aangebracht, elimineerde de axiale speling zodat verstopping niet meer voorkwam.

Nadat de oorzaak van het defect was opgehelderd, kon worden begonnen met de productie van een reserveonderdeel. Met behulp van de FreeCAD software slaagde Dr. Pühler erin om een CAD-bestand te maken met een 3D-model van het onderdeel dat nodig was. De eerste bestelling via de igus 3D printservice werd zonder problemen verwerkt en het afgewerkte reserveonderdeel werd al na een paar dagen ontvangen.

Het materiaal was stabiel en zelfs de kleinste details werden perfect gereproduceerd. De as paste meteen in de lagers en het wormwiel voor de uitgang paste precies. Het bleek echter dat het originele rondsel zo versleten was dat de geschatte afmetingen van het tandwiel te klein waren.

Slechts één parameter in het CAD-model moest worden gewijzigd, waarna de tweede versie snel werd opgestuurd om te worden geprint. Het tweede exemplaar liep ook vrij goed en doorstond een korte duurtest. Omdat het echter lichte storingen begon te vertonen bij lage toerentallen, moest er een derde versie worden gemaakt met een aangepaste tandwielmodule en spiraalhoek. Het derde exemplaar functioneerde perfect en schakelde correct in.

Een groot voordeel van additive manufacturing is dat veranderingen snel en met weinig moeite kunnen worden doorgevoerd. De aanpassing van het digitale model en ook het handige online bestelproces en de snelle productie maken het mogelijk om aanpassingen van prototypen en reserveonderdelen snel en kosteneffectief door te voeren.

De moeilijkheid bij het maken van reserveonderdelen door middel van 3D printen is vaak het maken van een geschikt 3D model. Op internet zijn er talloze tutorials en gratis online tools voor het maken van CAD-modellen. De igus website® biedt ook verschillende gratis CAD-configurators voor gebruikers zonder voorkennis, onder andere voor tandwiel-, lager- en trapeziumdraadmoeren. Als u dit werk niet zelf wilt doen, kunt u ondersteuning vinden voor het ontwerpen van 3D-geprinte reserveonderdelen bij open werkplaatsen en andere reparatie-initiatieven.

Nadat de as grondig was getest op de testbank, werd hij in de snelheidsmeter gemonteerd, die op zijn beurt weer in de oldtimer werd geïnstalleerd. Een belangrijk voordeel van iglidur i6 zijn de vaste smeermiddelen die in het plastic zijn verwerkt. Dankzij deze smeermiddelen hoeft de gebruiker de onderdelen niet te smeren, zelfs niet als het onderdeel dat op elkaar inwerkt van metaal is.

Na meer dan 2000 kilometer gebruik is het geprinte wormwiel nog steeds in goede staat zonder duidelijke tekenen van slijtage. De lichte sporen van metaalslijtage die op de foto te zien zijn, zijn afkomstig van het aandrijvende wormwiel en werden veroorzaakt in de startfase van de test, maar ze veranderden niet merkbaar tijdens verder gebruik.