Dari prototipe hingga produk akhir - bola bearings siap-pakai dari printer 3D

• Apa yang dibutuhkan? Bantalan biasa untuk kemudi di kendaraan cetak 3D
• Metode pembuatan: Ekstrusi filamen (FDM)
• Persyaratan: jarak bebas rendah, kekuatan tinggi, ketahanan abrasi tinggi
• Bahan: iglidur i150
• Industri: Industri otomotif
• Sukses melalui kerja sama: Kualitas permukaan yang baik, produksi lebih cepat berkat pencetakan 3D tanpa alat, lebih banyak waktu untuk pengembangan, sedikit atau tanpa jarak bebas pada bantalan

Sekilas tentang aplikasi:
Dalam proyek "Chameleon", perusahaan yang berbasis di Inggris, Scaled 3D, telah mengembangkan kendaraan roda empat yang dibuat secara eksklusif dari komponen yang dicetak 3D. Selama pengujian kendaraan, desain sistem kemudi menarik perhatian negatif. Bantalan kemudi memiliki jarak bebas yang terlalu besar dan banyak keausan. Agar aplikasi tetap sepenuhnya dicetak 3D, perusahaan mulai mencari bahan yang tangguh dan tahan aus yang lebih cocok untuk titik bantalan. Setelah berbagai pengujian dalam skala besar dan kecil serta format dengan tribofilamen iglidur i150, tim pengembangan akhirnya merancang bantalan polos lima bagian yang memiliki jarak bebas yang sangat kecil dan secara signifikan lebih tahan abrasi daripada bantalan yang terbuat dari plastik konvensional. Hal ini memungkinkan untuk memenuhi kondisi bahwa bantalan harus terus berasal dari printer 3D.

Sistem kemudi kendaraan memiliki jarak bebas yang terlalu jauh dan dengan cepat menjadi tidak presisi. Hal ini juga berisiko cepat aus. Jadi, bantalan kemudi dengan jarak bebas yang jauh lebih sedikit yang sesuai dengan bentuk kendaraan yang ada harus dibuat. Kedalaman bantalan biasa tidak boleh melebihi 20mm. Bagian bawah dari dua bantalan juga harus memiliki cincin bagian dalam yang terbelah untuk memungkinkan pemasangan dengan kolom kemudi, yang memiliki dua set baut radial di setiap ujungnya. Komponen-komponen tersebut juga harus memiliki kekuatan yang jauh lebih besar daripada bantalan yang dipasang sebelumnya yang terbuat dari PLA standar.

Scaled 3D menemukan bahan yang sempurna untuk proyek "Chameleon" dalam tribofilamen iglidur i150-PF yang dioptimalkan secara tribologis. Filamen ini sangat mudah diproses dalam printer bervolume besar dan menawarkan sifat mekanik yang baik dalam hal kekuatan, ketangguhan, dan daya rekat lapisan dalam aplikasi geser. Bantalan diubah menjadi bantalan bola lima bagian yang pada awalnya diuji sebagai prototipe. Selama pengujian, jarak bebas pada bantalan sangat rendah di bawah beban eksentrik selama rotasi. Pengujian dalam tahap pengembangan sudah sangat berarti, karena komponen akhir akan diproduksi dengan proses yang sama.

Tujuan utama dari proyek "Chameleon" dari Inggris adalah untuk mengembangkan kendaraan yang sepenuhnya berasal dari printer 3D. Ide di balik proyek ini adalah perubahan dari produksi massal menjadi produksi cepat dan spesifik untuk pelanggan. Pada saat yang sama, manufaktur aditif tanpa alat memungkinkan bahan daur ulang digunakan. Menurut Scaled 3D, di masa depan, dimungkinkan untuk menggunakan 100% bahan daur ulang pada kendaraan dan struktur cetak 3D. Sejauh ini, tim Chameleon telah berhasil bekerja dengan 30% bahan daur ulang pada prototipe pertama tahun 2020. Kecepatan komponen yang dapat dicetak 3D merupakan manfaat khusus untuk proyek ini: waktu pencetakan maksimum 83 menit untuk komponen besar (1,375 kg) berarti komponen ini dapat digambar, dicetak, dan diuji pada hari yang sama. Keunggulan kecepatan yang besar dibandingkan proses seperti penggilingan dan pencetakan injeksi memiliki pengaruh yang sangat positif terhadap kebebasan pengembangan kendaraan, yang didukung oleh kebebasan desain dalam geometri komponen.

Untuk mendapatkan gambaran umum mengenai sifat tribofilamen iglidur i150 tribofilamen, perusahaan pertama-tama menguji komponen dalam format kecil. Pertama, silinder bersarang dicetak, permukaannya yang tidak diolah sudah memiliki kualitas yang sangat baik dibandingkan dengan bahan lainnya. Komponen kemudian dicetak dalam format besar, dan kualitas permukaannya yang baik merupakan salah satu fitur yang mengesankan. Bantalan bola yang akan diganti kemudian dicetak ulang dari iglidur i150. Balap I150 dan sangkar bantalan bola terbukti menjadi mitra geser yang baik untuk pengoperasian dengan gesekan rendah. Pada akhirnya, terciptalah lima buah ball bearing.

Selama pengujian pada bantalan bola iglidur i150, jarak bebasnya sangat rendah di bawah beban eksentrik selama rotasi. Sistem bantalan ganda kemudian dikembangkan agar sesuai dengan sistem kemudi Chameleon. Menurut Scaled 3D, kualitas cetak bantalan iglidur i150 sebanding dengan ASA dan jauh lebih baik daripada PLA konvensional. Meskipun tinggi lapisan 1mm, hasil akhir permukaannya sangat bagus. Selain kualitas komponen yang baik, perusahaan juga senang dengan perakitan komponen yang mudah. Tribofilamen cocok untuk aplikasi kecil dan proyek dengan printer skala besar. Ini memiliki sifat mekanik yang baik dan oleh karena itu cocok untuk sebagian besar aplikasi dan printer 3D. iglidur i150 juga sesuai dengan makanan sesuai dengan Peraturan UE 10/2011 dan cocok untuk aplikasi dalam industri makanan dan pengemasan.