Door hun verbeterde toleranties laten 3D-geprinte tandwielen objecten in etalages zweven

De toepassing in één oogopslag:
Het Belgische bedrijf Levita heeft zich tot taak gesteld om hoogwaardige producten zoals polshorloges, mobiele telefoons, brillen en sieraden op een bijzondere manier te presenteren. Hiervoor heeft het een vitrinekast ontworpen die middelgrote objecten "laat zweven" door middel van twee lineaire bewegingen en een rotatie, terwijl ze tegelijkertijd 360° om hun eigen as draaien. Voor de lineaire bewegingen en de trillingsvrije rotatie van het mechanisme waren echter glij-geoptimaliseerde componenten nodig om de illusie van zwevende objecten te creëren.

Voor deze unieke manier van productpresentatie had het bedrijf een betrouwbaar mechanisme nodig. Een van de grootste problemen was het omzeilen van het glijeffect. Andere vereisten waaraan het mechanisme moest voldoen waren onderhoudsvrije onderdelen en een geluidsarme werking. De aanvankelijk gebruikte 3D-geprinte tandwielen hadden niet voldoende toleranties en veroorzaakten daardoor sterke trillingen.

Met verschillende producten van igus was het mogelijk om een soepel mechanisme voor de vitrine te ontwerpen en te produceren dat zowel stil is als werkt zonder de oorspronkelijke trillingen. Ook het stick-slip effect kon worden geëlimineerd. Voor het draaisysteem gebruikte Levita de iglidur® PRT-01 draaikrans en 3D-geprinte tandwielen van de tribologisch geoptimaliseerde iglidur i3 kunststof. Dankzij de verbeterde toleranties (0,1 mm in plaats van 0,2 mm) en de nauwkeurigheid van SLS-printen zijn de trillingen drastisch verminderd. Hierdoor blijft de optische truc van het langzaam zwevende object behouden. Naast de goede mechanische effecten van de igus componenten, treden ook de geïntegreerde vaste smeermiddelen in de kunststof onderdelen in werking, die een onderhoudsvrije werking zonder stick-slip effecten mogelijk maken.

Naast het strand depositie proces (FDM) biedt de igus 3D printservice selectief laser sinteren aan als productieproces voor additief vervaardigde componenten. In het SLS-proces verhit een laser selectief plekken in een poederbed die samensmelten tot een vooraf geconstrueerd driedimensionaal object. Een mes herverdeelt het poeder na elke gesmolten laag. Voor dit proces is geen gereedschap nodig, wat tot uiting komt in zowel de prijs als de productiesnelheid. Onderdelen die via het SLS-proces zijn vervaardigd, vertonen een zeer nauwkeurige maatnauwkeurigheid en een hoge sterkte en goede laaghechting. Voor "The Box" van Levita was de aandacht voor detail bij het printen bijzonder belangrijk - zonder deze aandacht zou de verandering in tolerantie van 0,2 mm naar 0,1 mm niet mogelijk zijn geweest.

SLS-materialen van hoogwaardige polymeren bieden tot vijf keer langere levensduur dan gefreesde tandwielen van gewone kunststoffen. Dankzij het igus testlaboratorium kunnen deze waarden steeds opnieuw worden bevestigd door middel van realistische tests. Verschillende toepassingsgebieden voor de materialen iglidur i3, iglidur i6 en iglidur i8-ESD zijn ook naar voren gekomen op basis van de testresultaten. Zo is iglidur i3 bijzonder geschikt voor rechte en conische tandwielen, omdat het een hogere sterkte heeft. De gedetailleerde bewerking en exacte oppervlakken zijn ook gunstig voor een toepassing met alle andere tandwielvormen. Naast iglidur i3 overtuigt ook iglidur i6 door zijn geoptimaliseerde glij-eigenschappen en wordt het speciaal aanbevolen voor wormwieloverbrengingen en voor toepassingen waarbij componenten die aan de levensmiddelenwetgeving voldoen onmisbaar zijn. iglidur i8-ESD is ideaal wanneer tandwielen met ESD-specificaties vereist zijn. Deze worden bijvoorbeeld gebruikt in ATEX-machines. Naast de verschillende toepassingsgebieden vormen de testresultaten van het igus laboratorium de basis voor een online levensduurcalculator voor tandwielen. Op basis van de empirisch verzamelde gegevens kunnen klanten eenvoudig online de exacte levensduur bepalen aan de hand van hun specifieke parameters voor hun tandwieltoepassing.