Překvapivě dobrá kvalita náhradních dílů pro veterány vyrobených 3D tiskem

• Co bylo potřeba? Výměna šneku v tachometru klasického vozu
• Způsob výroby: Selektivní laserové spékání s práškem SLS
• Požadavky: Požadavky: dlouhá životnost, přesnost, příznivá cena.
• Materiál: iglidur® i6
• Odvětví: Výroba, zpracování a distribuce: Automobilový průmysl
• Úspěch díky spolupráci: Vysoká přesnost, bez otěru, rychlá a cenově výhodná výroba, bez mazání.

Aplikace na první pohled:
Shánění náhradních dílů pro historické automobily je obvykle obtížné, ne-li nemožné. Je to známý problém, který je obzvláště náročný u exotických vozidel a vzácných modelů. Dr. Jörg Pühler, majitel vozu Stanley 750B vyrobeného v roce 1924, hledal náhradní díl pro počítadlo ujetých kilometrů ve svém tachometru.
Původní díl byl zcela zničený v důsledku opotřebení a prací, které na voze provedl předchozí majitel. Online služba 3D tisku od společnosti igus® Požadovanou hřídel se šroubem a převodovkou bylo možné vytisknout nákladově efektivně a v krátkém čase z oděruvzdorného SLS-plastického igliduru® i6.

U rychloměru Stewart Warner již nebylo v pořádku ozubené kolo na prvním mezilehlém hřídeli, které se spojuje se šnekem na vstupním hřídeli. Pastorek se již nespojoval se šnekovým převodem. Vzhledem k práci, kterou na rychloměru provedl předchozí majitel, nebylo možné určit správné rozměry. Výroba náhradního dílu si vyžádala několik pokusů a materiál, který byl stabilní, umožňoval vysokou přesnost a byl vhodný pro trvalé používání.

Pomocí služby 3D tisku igus byl vyroben plně funkční náhradní díl z igliduru i6. Díky rychlé a cenově výhodné výrobě metodou laserového spékání bylo pro majitele historického vozu snadnou záležitostí vyzkoušet několik variant součástky v praxi. Díky použitému vysoce výkonnému polymeru se zabudovanými pevnými mazivy již není třeba součást mazat. Ani po ujetí více než 2 000 kilometrů nejsou patrné žádné známky opotřebení.

Tachometr historického vozu Stanley 750B vyrobeného v roce 1924 již nefungoval - počítadlo ujetých kilometrů bylo vadné. Příčinou závady bylo majitelem zjištěno ozubené kolo, které bylo umístěno na prvním mezilehlém hřídeli a bylo v záběru se šnekem na vstupním hřídeli. V důsledku opotřebení se ozubené kolo přestalo se šnekem spojovat.

Problém byl způsoben třímístným počítadlem dnů: Kotouče měly axiální vůli asi 0,2 mm a chyběla pružná podložka, která by kotouče přitlačovala k sobě. Občas se stalo, že mezi kotouče proklouzlo malé převodové kolo a zaseklo počítadlo. Mírně zahnutá mosazná podložka o tloušťce 0,1 mm umístěná na boku odstranila axiální vůli, takže k zablokování již nedocházelo.

Po odstranění příčiny závady bylo možné přistoupit k výrobě náhradního dílu. S pomocí softwaru FreeCAD se Dr. Pühlerovi podařilo vytvořit soubor CAD s 3D modelem potřebné součásti První objednávka prostřednictvím služby 3D tisku igus byla vyřízena bez komplikací a hotový náhradní díl byl obdržen již po několika dnech.

Materiál byl stabilní a i ty nejmenší detaily byly dokonale reprodukovány. Hřídel okamžitě zapadla do ložisek a šnekové kolo pro výstup přesně pasovalo. Ukázalo se však, že původní pastorek byl natolik opotřebovaný, že odhadované rozměry ozubeného kola byly příliš malé.

V modelu CAD bylo třeba změnit pouze jeden parametr, poté byla druhá verze rychle odeslána k tisku. Také druhý exemplář běžel poměrně dobře a prošel krátkým testem odolnosti. Protože však začal vykazovat mírné poruchy při nízkých otáčkách, musela být vyrobena třetí verze s upraveným modulem ozubených kol a úhlem šroubovice. Třetí exemplář fungoval bezvadně a správně zabíral.

Velkou výhodou aditivní výroby je, že změny lze provádět rychle a bez většího úsilí. Přizpůsobení digitálního modelu a také pohodlný proces objednávání online a rychlá výroba umožňují realizovat úpravy prototypů a náhradních dílů rychle a hospodárně.

Problémem při výrobě náhradních dílů pomocí 3D tisku je často vytvoření vhodného 3D modelu. Na internetu existuje řada návodů a bezplatných online nástrojů pro tvorbu modelů CAD. Webové stránky společnosti igus® nabízejí několik bezplatných konfigurátorů CAD i pro uživatele bez předchozích znalostí, mimo jiné pro ozubená kola, ložiska a matice s trapézovým závitem. Pokud se do této práce nechcete pouštět sami, můžete najít Podporu pro návrh náhradních dílů vytištěných na 3D tiskárně v otevřených dílnách a dalších opravárenských iniciativách.

Poté, co byla hřídel důkladně otestována na zkušebním zařízení, byla namontována do rychloměru, který byl následně opět instalován do historického vozu. Významnou výhodu igliduru i6 nabízejí tuhá maziva zabudovaná v plastu, neboť díky nim uživatel nemusí mazat komponenty - a to ani v případě, že je vzájemně komunikující část vyrobena z kovu.

Po více než 2 000 ujetých kilometrech v provozu je tištěné šnekové soukolí stále v dobré kondici bez zjevných známek opotřebení. Mírné stopy po kovovém oděru, které jsou vidět na obrázku, pocházejí z hnacího šnekového kola a vznikly v počáteční fázi testu, ale během dalšího používání se nijak výrazně nezměnily.