Roues hélicoïdales imprimées : Résistance à l'usure jusqu'à 80% supérieure à celle des roues fraisées et moulées par injection

Commande rapide dans le service impression 3D : Charger le modèle CAO d'une roue hélicoïdale et en calculer le prix

Applications réalisées par nos clients avec des roues dentées imprimées

Qu'est-ce que l'iglidur I6 et pourquoi ce matériau convient-il si bien à la fabrication de roues hélicoïdales ?

L'iglidur I6 est un matériau pour le frittage laser qui a été mis au point pour les roues hélicoïdales.  L'iglidur I6 possède tous les attributs des polymères iglidur, dont la résistance à l'usure et l'absence de graissage, et se distingue en plus par une faculté de glissement très élevée qui permet d'optimiser le fonctionnement des roues hélicoïdales. L'idée de sa mise au point vient des ingénieurs travaillant sur nos bras de robot robolink. Lors des essais, les roues hélicoïdales en iglidur I6 se sont avérées être nettement plus résistantes à l'usure que d'autres roues hélicoïdales en polymère imprimées. Les roues hélicoïdales imprimées ne peuvent être utilisées pour des usages industriels que si leur fabrication fait appel à un polymère de grande qualité. Les essais précédents avec du PLA et de l'ABS n'avaient pas apporté les résultats escomptés, le coefficient de frottement élevé de ces matériaux entraînant une usure relativement rapide des pièces. De nouveaux polymères ayant les propriétés souhaitées ont donc été mis au point. Des variantes destinées aux hautes températures ou dédiées au secteur alimentaire sont disponibles. Les tests d'usure effectués sur ces matériaux montrent une grande résistance à l'usure. Vous trouverez ici les données du matériau iglidur I6 (en allemand).

Avantages des roues hélicoïdales imprimées

Résistance à l'usure, résistance aux impacts, élasticité intrinsèque pour la réduction de la pression de surface, très grande résilience, propriétés autolubrifiantes, résistance à la corrosion, faible niveau sonore en fonctionnement, absence d'entretien et bonne capacité de fonctionnement dans des conditions exceptionnelles en sont les principaux avantages. Le critère le plus important est celui du choix du polymère. Les matériaux spéciaux se distinguent par une bonne résistance à l'usure et une grande résilience, une grande fidélité de reproduction des détails ainsi que par une durée de vie extrêmement longue sous forme de roue hélicoïdale.

Avantages des polymères sur le métal pour les roues hélicoïdales

Par principe, les roues en polymère conviennent au fonctionnement à sec sans huile lubrifiante. Les roues hélicoïdales imprimées en iglidur n'ont donc pas besoin d'être graissées. Les avantages pour le client sont considérables, les frais d'entretien et les temps d'arrêt étant nettement moins élevés avec des roues hélicoïdales en polymères de grande qualité. La fabrication par impression 3D offre aux ingénieurs une flexibilité accrue par rapport au fraisage, que ce soit sur métal ou sur polymère. La géométrie des engrenages à vis sans fin peut être optimisée au maximum avec l'impression 3D tandis que le fraisage nécessite toujours des compromis. Cette géométrie optimisée fait que l'apparition de jeu sur les engrenages à vis sans fin en polymère n'est pas aussi rapide que sur les pièces fraisées. Les plus grandes surfaces de contact réduisent nettement la pression de surface et l'usure.

A quelles applications les roues hélicoïdales en métal sont-elles mieux adaptées ?

Les roues hélicoïdales sont généralement utilisées à la sortie d'un réducteur. Elles sont traditionnellement fabriquées en alliages de cuivre et d'étain, en bronze à l'étain. Ce matériau offre d'excellentes propriétés de fonctionnement dans des conditions exceptionnelles avec des pièces en acier. Un point important, qui justifie l'utilisation de roues en métal en présence d'une forte génération de chaleur ou pour la transmission de couples élevés. Les engrenages à vis sans fin en métal présentent aussi l'avantage de pouvoir être intégrés au circuit de refroidissement et de graissage. Dans de nombreux cas, la vis est en acier trempé et les roues hélicoïdales sont en un métal plus tendre comme le laiton ou le bronze. Ceci dit, des polymères autolubrifiants sont de plus en plus souvent utilisés pour les roues hélicoïdales.

La conception de roues hélicoïdales et d'engrenages à vis sans fin, une opération exigeante

La conception de roues hélicoïdales et d'engrenages à vis sans fin exige une adaptation très précise de la géométrie des flancs des dents des deux pièces. Cette précision est nécessaire pour la transmission des couples prévus d'une part et pour que l'ensemble soit résistant à l'usure d'autre part. L'étude avec des outils informatisés et la transmission du modèle à l'impression 3D permettent une fabrication simple et rentable pour les pièces uniques et les petites séries, ce qui explique en grande partie l'attrait pour le secteur industriel.

Matériaux associés pour les engrenages à vis sans fin

Les vis en aluminium anodisé conviennent à la perfection aux fortes charges. En présence de charges normales, il est toutefois possible de faire appel à des vis imprimées en matériau iglidur I3 par le service impression 3D igus, ce matériau offrant une très grande résistance. Le grand avantage réside ici aussi dans une grande latitude au niveau de la conception, des vis complexes et rares comme les vis sans fin globiques, par exemple, pouvant aussi être fabriquées rapidement et à un prix raisonnable en impression 3D.
 

Qu'est-ce qu'une roue hélicoïdale ?

La roue hélicoïdale est l'élément antagoniste de la vis dans un engrenage à vis sans fin. La roue hélicoïdale doit bien glisser, ce qui explique pourquoi elle est souvent réalisée en bronze. Pour les petites quantités, l'impression de roues hélicoïdales à partir de polymères hautes performances est toutefois beaucoup plus économique et surtout plus rapide, à caractéristiques comparables.
 

Qu'est-ce qu'un engrenage à vis sans fin ?

Il est fait appel à des engrenages à vis sans fin partout où cet élément doit avoir un fonctionnement fiable et précis sans être bruyant. Ce sont surtout le faible niveau sonore et la robustesse qui sont recherchés. Les engrenages à vis sans fin permettent aussi d'avoir un décalage axial en sortie par rapport à l'entrée. Des puissances élevées peuvent être transmises sur un espace extrêmement réduit. Les principaux domaines d'utilisation des roues hélicoïdales sont donc les convoyeurs, la robotique, les machines d'usinage de profilés, les machines de sélection, les machines d'extrusion, les machines du secteur minier et les appareils à gouverner. On trouve aussi des engrenages à vis sans fin dans les presses et les laminoirs, dans la technique des scènes et plateaux, dans les actionneurs, en génie mécanique et dans les ascenseurs.

Comment fonctionne un engrenage à vis sans fin ?

Un engrenage à vis sans fin est un type de roue dentée particulier qui fait appel à une vis sans fin. La dent suit le filet de la vis sans fin, comme sur un vissage classique. Une roue tangente sert de pièce antagoniste. La vis sans fin peut être considérée comme une sorte de roue à denture oblique. A ceci près que la vis n'a qu'une dent. Il existe aussi des vis à deux dents et à plus de deux dents. Le rapport de démultiplication est relativement haut en raison du type même de la construction. Un engrenage à vis sans fin qui est autobloquant présente des avantages. La vis peut entraîner la roue tangente. L'inverse n'est pas possible en raison de l'autoblocage. Cela peut toutefois aussi poser problème lors du déplacement de masses importantes, où un arrêt brusque de l'engrenage à vis sans fin ne serait vraiment pas recommandable.