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

• Apa yang dibutuhkan: plain bearings untuk sistem kemudi di kendaraan cetak-3D
• Metode pembuatan:ekstrusi filamen (FDM)
• Persyaratan: sedikit play, kekuatan tinggi, ketahanan abrasi yang tinggi
• Bahan:iglidur I150
• Industri: sektor otomotif
• Sukses dari kolaborasi:kualitas permukaan yang baik, produksi yang lebih cepat berkat pencetakan 3D tanpa alat, lebih banyak waktu untuk pengembangan, sedikit atau tanpa jarak bebas bearing

 
Aplikasi sekilas:
Perusahaan Scaled 3D dari Inggris telah mengembangkan kendaraan roda-empat dalam proyek "Bunglon" yang secara eksklusif terdiri dari komponen cetak 3D. Selama tes kendaraan, desain sistem kemudi menarik perhatian negatif. Bearing kemudi memiliki terlalu banyak jarak bebas dan banyak keausan. Agar aplikasi tetap sepenuhnya dicetak 3D, perusahaan mulai mencari bahan yang kuat dan tahan aus yang lebih cocok untuk titik bearings. Setelah berbagai pengujian dalam ukuran besar dan kecil dan format dengan tribofilamen iglidur I150, tim pengembangan akhirnya merancang plain bearings lima bagian yang memiliki jarak bebas sangat sedikit dan secara signifikan lebih tahan abrasi daripada bearings yang terbuat dari plastik konvensional. Hal ini memastikan bahwa bearings yang sepenuhnya berasal dari printer 3D.
 

Proyek "Bunglon" oleh Scaled 3D, sebuah perusahaan yang berbasis di Inggris, bertujuan untuk mengembangkan kendaraan sepenuhnya dari printer 3D.

Masalah

Sistem kemudi kendaraan memiliki terlalu banyak jarak bebas dan dengan cepat menjadi tidak tepat. Itu juga berisiko aus lebih cepat. Sehingga bearing kemudi dengan jarak yang jauh lebih sedikit yang sesuai dengan bentuk kendaraan lainnya harus dibuat. Kedalaman plain bearings tidak melebihi 20mm. Bagian bawah dari dua bearings juga harus memiliki cincin bagian dalam yang terpisah untuk memungkinkan pemasangan dengan kolom kemudi, yang memiliki dua set baut radial di setiap ujungnya. Komponen tersebut juga harus memiliki kekuatan yang jauh lebih besar daripada bearings yang dipasang sebelumnya yang terbuat dari PLA standar.
 

Solusi

Skala 3D yang menemukan bahan yang sempurna untuk proyek "Bunglon" dalam tribofilamen iglidur I150-PF yang dioptimalkan secara tribologis. Filamen yang sangat mudah diproses dalam printer bervolume besar dan menawarkan sifat mekanik yang baik dalam hal kekuatan, kekokohan, dan daya rekat lapisan dalam aplikasi geser. Bearings diubah menjadi bola bearings dengan lima bagian yang awalnya diuji sebagai prototipe. Selama pengujian, jarak bebas pada bearings sangat rendah di bawah beban eksentrik selama rotasi. Pengujian dalam tahap pengembangan sudah sangat berarti, karena komponen akhir akan diproduksi dengan proses yang sama.
 

Proyek "Bunglon" - aplikasi individu dan berkelanjutan

Tujuan utama dari proyek "Bunglon" 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 para pelanggan. Pada saat yang sama, manufaktur aditif tanpa alat yang memungkinkan bahan daur ulang digunakan. Menurut Scaled 3D, 100% bahan daur ulang dapat digunakan dalam kendaraan dan struktur cetak 3D di masa depan. Sejauh ini, tim Chameleon telah berhasil menggarap 30% material daur ulang pada prototipe pertama tahun 2020. Kecepatan bagian-bagian yang dapat dicetak 3D adalah manfaat khusus untuk proyek ini: waktu pencetakan maksimum 83 menit untuk sebagian besar (1,375 kg) berarti bahwa bagian-bagian ini dapat ditarik, dicetak, dan diuji pada hari yang sama. Keuntungan kecepatan yang besar dibandingkan proses seperti penggilingan dan pencetakan injeksi memiliki pengaruh yang sangat positif pada kebebasan pengembangan kendaraan, yang didukung oleh kebebasan desain dalam geometri bagian-bagiannya.
 

Bearings untuk sistem kemudi juga berasal dari printer skala besar

Jalan menuju bearings yang tepat

Untuk mendapatkan gambaran umum sifat tribologi tribofilamen iglidur I150, perusahaan terlebih dahulu menguji komponen dalam format kecil. Pertama, silinder yang telah dikumpulkan dicetak, permukaannya yang tidak dirawat sudah memiliki kualitas yang sangat baik dibandingkan dengan bahan lain. Bagian-bagiannya kemudian dicetak dalam format besar, dan kualitas permukaannya yang baik termasuk di antara fitur-fiturnya yang mengesankan. Bola bearings yang akan diganti kemudian dicetak ulang dari iglidur I150. Balap I150 dan sangkar bola bearings terbukti menjadi mitra geser yang baik untuk operasi gesekan rendah. Pada akhirnya, bola bearings dengan lima-potong dibuat.
 

Prototipe bola bearings: plastik konvensional di sebelah kiri, iglidur I150 di sebelah kanan

Yang serba-guna di antara tribofilamen igus - iglidur I150

Selama pengujian pada bola bearings iglidur I150, jarak bebas sangat rendah di bawah beban eksentrik selama rotasi. Sistem bearings ganda kemudian dikembangkan agar sesuai dengan sistem kemudi Bunglon. Menurut Scaled 3D, kualitas cetak bearings iglidur I150 sebanding dengan ASA dan jauh lebih baik daripada PLA konvensional. Meskipun ketinggian lapisan 1mm, permukaan akhir sangat bagus. Selain kualitas komponen yang baik, perusahaan juga senang dengan perakitan suku cadang yang mudah. Tribofilamen yang cocok untuk aplikasi kecil dan proyek dengan printer skala besar. Ini memiliki sifat mekanik yang baik dan karena itu cocok untuk sebagian besar aplikasi dan printer 3D. iglidur I150 juga sesuai dengan makanan menurut Peraturan UE 10/2011 dan cocok untuk aplikasi dalam industri makanan dan pengemasan.
 

Tribofilamen iglidur I150 dapat digunakan dengan semua printer 3D.