Rychlá a ekonomická výroba komplexních speciálních dílů

• Co bylo potřeba: Speciální kluzáky se složitou geometrií
• Výrobní proces: Laserové spékání
• Požadavky: Požadavky: optimalizované pro skluz, samomazné, odolné.
• Materiál: iglidur® i3
• Odvětví: Výroba, zpracování a distribuce: Automobilový průmysl
• Úspěch díky spolupráci: nákladově efektivní, rychlá výroba malých sérií. Odolné komponenty se suchým provozem.

Řidiči, kteří nemohou používat nohy, mohou zrychlovat s rukama na volantu díky digitálnímu škrtícímu kroužku Darios. Elegantní nenápadný škrtící kroužek, vyvinutý společností Kempf v Alsasku, nabízí pohodlí a bezpečnost při řízení a lze jej integrovat do většiny vozidel s automatickou převodovkou. Pro přizpůsobení plynového prstence zploštělým volantům stáli konstruktéři před úkolem umožnit prstenci klouzat po zatáčce. Za své řešení - speciální kluzáky z plastu iglidur optimalizovaného pro 3D tisk® i3 - získala společnost v roce 2019 ocenění manus® za inovativní řešení problémů s plastovými ložisky.

Díky samomaznému SLS-plastickému igliduru® i3 dokáže 3D tisková služba igus® vyrobit složité speciální díly do 24 hodin. Komponenty vytištěné z kluzných polymerů iglidur® se vyznačují vysokou odolností proti opotřebení a předvídatelnou životností.

"Pro výrobu škrtících kroužků pro zploštělé volanty společnost pravidelně vyžaduje speciální kluzáky, které jsou vzájemně pohyblivě spojeny a posouvají se po rohu" prostřednictvím kovového kroužku. Na jeden volant je zapotřebí více než 200 prvků. Jediným způsobem, jak tento pohyb realizovat, je zkonstruovat speciální kluzáky se složitou geometrií. Tyto kluzáky obsahují četné podříznutí, což činí výrobu běžnými výrobními postupy nejen obtížnou, ale také velmi nákladnou. Vzhledem k tomu, že na pomůcky pro řidiče Kempf je poskytována 30letá záruka, musí být speciální kluzáky mimořádně odolné a spolehlivé. Součásti není možné mazat, protože jsou trvale instalovány v koženém potahu plynového kroužku.

Složité struktury a podříznutí speciálních kluzáků lze efektivně vyrobit pouze pomocí aditivní výroby. Společnost Kempf našla ideální materiál pro tisk filigránových prvků v podobě vysoce výkonného plastu iglidur® i3, který je optimalizován pro kluzáky. Speciální kluzáky, které jsou vyrobeny během 24 hodin pomocí procesu laserového spékání, se hladce pohybují po rohu bez mazání a údržby. Navzdory vysokému množství více než 10 000 kusů na zakázku se výroba speciálních kluzáků pomocí 3D tisku ukázala být vzhledem k vysoké míře složitosti dokonce levnější než vstřikování.

"Plynový kroužek je z hlediska kvality nejlepším výrobkem na trhu. Zpracování je bezkonkurenční a jeho spolehlivost neporušená. Dosud jsem s ním najel celkem 785 000 kilometrů bez jakýchkoli technických problémů. Ano, je to 785 000 kilometrů a 19 625 obletů Země."

To je jen jedna z mnoha nadšených referencí uživatelů Dariosu. Není divu, vždyť společnost Kempf dbá na nejvyšší kvalitu a svým zákazníkům nabízí na všechny jízdní pomůcky 30letou záruku.

Společnost KEMPF založil v roce 1955 Hans Kempf, který byl po prodělané dětské obrně invalidní. Jako nadšený mechanik vynalezl škrtící kroužek, aby mohl řídit s oběma rukama na volantu. Do konce svého života v roce 2002 upravil více než 100 000 vozidel.

Kempfem vyvinutý systém ručního plynu je jediný na trhu, který se přizpůsobuje rychlosti vozidla: Při nízkých rychlostech je akcelerace plynulá, progresivní a úsporná, při vysokých rychlostech je akcelerace dynamická, což zajišťuje bezpečnou jízdu, a rychlé předjíždění je přesné a snadné. Všechny obvyklé funkce volantu, jako je nastavitelnost, airbag a klakson, zůstávají zachovány. Funkční zůstávají i pedály - Darios lze vypnout pomocí přepínače, takže ostatní řidiči mohou vozidlo ovládat obvyklým způsobem.

Pro zrychlení se kroužek posune ve směru volantu. K tomu je zapotřebí jen velmi malá síla (přibližně 3 newtony). Zdvih mezi volnoběhem a plným plynem je pouze přibližně 18 mm. Když se volant po zatáčce posune zpět do polohy pro jízdu rovně, volně se otáčející kryt umožňuje přesné zrychlení na výjezdu ze zatáčky bez ohledu na polohu volantu. Obě ruce mohou při ovládání Dariosu zůstat na volantu, přičemž škrticí prstenec lze ovládat také jen jednou rukou a druhou rukou například ovládat parkovací brzdu na pravé straně.

Plynový kroužek potažený jemnou kůží harmonicky ladí s interiérem vozidla a řidič si dokonce může zvolit barvu kůže, pokud si to přeje. Vzhledem k tomu, že mnoho automobilů má v současnosti zploštělé volanty, byl vyvinut volant Darios 211. Tento plynový prstenec je zploštělý, ale má také volně otočný potah. Jak ale opatřit zploštělý prstenec posuvným potahem?

Nový trend vybavovat vozidla zploštělými volanty namísto kulatých představoval pro inženýry společnosti Kempf velkou výzvu. Z technických i estetických důvodů vyžaduje zploštělý volant stejně zploštělý škrtící prstenec. Nenápadný škrtící prstenec, který je do vozidla integrován jako samozřejmost, ve skutečnosti obsahuje řadu propracovaných detailů. Vybavení kulatého škrtícího kroužku posuvným krytem je poměrně jednoduché. Vybavit zploštělý kroužek plynu krytem, který se otáčí stejně volně jako kulatý, vyžadovalo technicky náročné řešení.

Vývojáři produktu ve společnosti Kempf našli toto řešení ve spolupráci s týmem 3D tisku společnosti igus®. Nový Darios 211, první zploštělý plynový kroužek na světě, využívá aditivně vyráběné komponenty z plastu iglidur® i3 s optimalizovaným skluzem. Zploštělý plynový kroužek má více než dvě stě těchto pružně spojených prvků. Vytvářejí kluzný prstenec kolem zploštělého kovového jádra plynového prstence, což umožňuje bezproblémové posouvání pláště. Za toto mimořádně inovativní řešení získala společnost Kempf na veletrhu Hannover Messe 2019 bronzové ocenění manus®.

Konstruktéři se rozhodli vyrobit složité speciální kluzáky pomocí 3D tisku, protože vstřikování bylo velmi komplikované, a tudíž drahé kvůli četným podřezům. Aditivní výroba neklade téměř žádná omezení na konstrukční pravidla, což činí výrobu dílů se složitou geometrií obzvláště hospodárnou. Odpadají tím také náklady na formy.

Jedním z nejdůležitějších důvodů pro volbu igliduru® i3 jako materiálu pro výrobu speciálních kluzáků byla pevná maziva, která obsahuje. Tím odpadá nutnost údržby součástí a výrazně se zvyšuje jejich životnost, protože nedochází téměř k žádnému opotřebení. iglidur® i3 je prášek SLS, který lze zpracovávat na všech běžných laserových spékacích strojích. Prášek je taven laserem vrstvu po vrstvě, což umožňuje přesné vykreslení jemných struktur. V závislosti na velikosti součásti lze během procesu tisku, který trvá přibližně 24 hodin, vyrobit několik tisíc kusů. Výhodou pro zákazníky je nejen vysoká úspora nákladů, ale také bezkonkurenčně rychlá výroba a dodací lhůta. Další zvláštností, kterou v této podobě umožňuje pouze laserové spékání, je tisk obalů pro filigránské díly ve stejném tiskovém procesu. Odpadají tak náklady a úsilí spojené s balením a riziko ztráty nebo poškození jednotlivých komponent.

iglidur® i3 je zdaleka nejčastěji používaným plastem pro 3D tisk v rámci služeb 3D tisku od společnosti igus®. Kromě různých kluzných aplikací prokazuje své přednosti jako nejlepší plast, který je v současné době na trhu k dispozici pro 3D tištěná ozubená kola.