Fabricación rápida y económica de piezas especiales complejas

• Qué se necesitaba: Planeadores especiales con geometrías complejas
• Proceso de fabricación: Sinterizado láser
• Requisitos: Deslizamiento optimizado, autolubricación, durabilidad
• Material: iglidur® i3
• Industria: Automoción
• Éxito a través de la cooperación: producción rentable y rápida de pequeñas series. Componentes duraderos con funcionamiento en seco.

Los conductores que no pueden utilizar las piernas pueden acelerar con las manos en el volante gracias al anillo de acelerador digital Darios. Desarrollado por Kempf en Alsacia, el elegante y discreto anillo del acelerador ofrece comodidad y seguridad en la conducción y puede integrarse en la mayoría de los vehículos automáticos. Para adaptar el anillo del acelerador a volantes achatados, los ingenieros se enfrentaron al reto de permitir que el anillo se deslizara en las curvas. En 2019, la empresa recibió el premio manus® a las soluciones innovadoras de problemas con cojinetes de plástico por su solución: los deslizadores especiales fabricados con el plástico de impresión 3D optimizado para deslizamiento iglidur® i3.

Con el plástico SLS autolubricante iglidur® i3, el servicio de impresión 3D de igus® puede producir piezas especiales complejas en 24 horas. Los componentes impresos a partir de los polímeros deslizantes iglidur® se caracterizan por su alta resistencia al desgaste y su vida útil predecible.

"Para la fabricación de anillos de acelerador para volantes achatados, la empresa necesita regularmente deslizaderas especiales que se conectan entre sí de forma móvil y se deslizan por la esquina" a través de un anillo metálico. Se necesitan más de 200 elementos por volante. La única forma de realizar este movimiento es construir deslizaderas especiales de geometría compleja. Estas correderas contienen numerosos rebajes, lo que hace que la producción mediante procesos de fabricación convencionales no sólo sea difícil, sino también muy costosa. Como los sistemas de ayuda a la conducción de Kempf tienen una garantía de 30 años, las deslizaderas especiales tienen que ser extremadamente duraderas y fiables. No es posible lubricar los componentes, ya que están instalados permanentemente dentro de la cubierta de cuero del anillo de gas.

Las complejas estructuras y los rebajes de los parapentes especiales sólo pueden producirse de forma eficiente mediante la fabricación aditiva. Con el plástico de alto rendimiento optimizado para deslizamiento iglidur® i3, Kempf encontró el material ideal para imprimir los elementos de filigrana. Los deslizadores especiales, que se fabrican en 24 horas mediante el proceso de sinterización por láser, se desplazan suavemente por las esquinas sin necesidad de lubricación ni mantenimiento. A pesar de la elevada cantidad de más de 10.000 piezas por pedido, la producción de los deslizadores especiales mediante impresión 3D resultó incluso más barata que el moldeo por inyección debido al alto nivel de complejidad.

"El anillo de gas es el mejor producto del mercado en términos de calidad. El acabado es inigualable y su fiabilidad inquebrantable. He recorrido hasta ahora un total de 785.000 kilómetros sin ningún problema técnico. Sí, 785.000 kilómetros y 19,625 vueltas a la Tierra."

Éste es sólo uno de los muchos testimonios entusiastas de los usuarios de Darios. No es de extrañar, después de todo, Kempf apuesta por la máxima calidad y ofrece a sus clientes una garantía de 30 años en todos los sistemas de ayuda a la conducción.

KEMPF fue fundada en 1955 por Hans Kempf, discapacitado tras sufrir poliomielitis. Como buen mecánico, inventó el anillo del acelerador para poder conducir con las dos manos en el volante. Al final de su vida, en 2002, había transformado más de 100.000 vehículos.

El sistema de acelerador manual desarrollado por Kempf es el único disponible en el mercado que se adapta a la velocidad del vehículo: A baja velocidad, la aceleración es suave, progresiva y económica; a alta velocidad, la aceleración es dinámica para garantizar una conducción segura y las maniobras de adelantamiento rápido son precisas y fáciles. Se mantienen todas las funciones habituales del volante, como el ajuste, el airbag y el claxon. Los pedales también siguen siendo funcionales: los Darios pueden desconectarse mediante un interruptor para que otros conductores puedan manejar el vehículo de la forma habitual.

Para acelerar, el anillo se empuja en la dirección del volante. Esto sólo requiere una fuerza muy pequeña (aprox. 3 newtons). El recorrido entre el ralentí y el acelerador a fondo es de sólo unos 18 mm. Cuando el volante vuelve a la posición de marcha recta después de una curva, la cubierta de giro libre permite una aceleración precisa a la salida de la curva, independientemente de la posición del volante. Ambas manos pueden permanecer en el volante al accionar Darios, por lo que el anillo del acelerador también puede accionarse con una sola mano, por ejemplo, para accionar el freno de estacionamiento derecho con la otra.

Revestido de cuero fino, el anillo del acelerador se integra armoniosamente en el interior del vehículo, y el conductor puede incluso elegir el color del cuero si lo desea. Como muchos coches tienen ahora volantes achatados, se desarrolló el Darios 211. Este volante es plano, pero también tiene una cubierta que gira libremente. Pero, ¿cómo dotar a un aro achatado de una cubierta deslizante?

La nueva tendencia de equipar los vehículos con volantes achatados en lugar de redondos supuso un gran reto para los ingenieros de Kempf. Tanto por razones técnicas como estéticas, un volante achatado requiere un anillo del acelerador igualmente achatado. El discreto anillo del acelerador, que se integra en el vehículo como algo natural, contiene en realidad una serie de elaborados detalles. Equipar un anillo del acelerador redondo con una tapa deslizante es relativamente sencillo. Dotar a un anillo del acelerador aplanado de una tapa que gire con la misma libertad que uno redondo requería una solución técnicamente sofisticada.

Los desarrolladores de productos de Kempf encontraron esta solución en cooperación con el equipo de impresión 3D de igus®. El nuevo Darios 211, el primer anillo de gas aplanado del mundo, utiliza componentes fabricados de forma aditiva a partir del plástico iglidur® i3 de deslizamiento optimizado. El anillo de gas aplanado tiene más de doscientos de estos elementos conectados de forma flexible. Forman un anillo deslizante alrededor del núcleo metálico aplanado del anillo de gas, lo que permite que la carcasa se deslice sin problemas. Kempf recibió el premio manus® de bronce en Hannover Messe 2019 por esta solución especialmente innovadora.

Los ingenieros decidieron fabricar los complejos planeadores especiales mediante impresión 3D, ya que el moldeo por inyección resultaba muy complicado y, por tanto, caro debido a los numerosos socavones. La fabricación aditiva apenas impone restricciones a las reglas de diseño, lo que hace que la producción de componentes con geometrías complejas resulte especialmente económica. Esto también elimina los costes de molde.

Una de las razones más importantes para elegir iglidur® i3 como material para la fabricación de los deslizadores especiales fueron los lubricantes sólidos que contiene. Esto elimina la necesidad de mantener los componentes y aumenta significativamente su vida útil, ya que apenas hay desgaste. iglidur® i3 es un polvo SLS que se puede procesar en todas las máquinas convencionales de sinterización por láser. El polvo se funde capa por capa con un láser, lo que permite el diagrama preciso de estructuras finas. Dependiendo del tamaño del componente, se pueden producir varios miles de piezas en un proceso de impresión que dura unas 24 horas. Los clientes no sólo se benefician del elevado ahorro de costes, sino también de la inmejorable rapidez de producción y entrega. Otra característica especial que sólo el sinterizado por láser hace posible de esta forma es la impresión de embalajes para las piezas de filigrana en el mismo proceso de impresión. Esto elimina costes y esfuerzo de embalaje y el riesgo de que los componentes individuales se pierdan o se dañen.

iglidur® i3 es, con diferencia, el plástico para impresión 3D más utilizado en el servicio de impresión 3D de igus®. Además de diversas aplicaciones deslizantes, demuestra sus puntos fuertes como el mejor plástico disponible actualmente en el mercado para engranajes impresos en 3D.