Piezas de repuesto impresas en 3D de sorprendente calidad para coches de época

• ¿Qué se necesitaba? Tornillo sin fin de recambio en el velocímetro de un coche clásico
• Método de fabricación: Sinterizado selectivo por láser con polvo SLS
• Requisitos: Larga duración, precisión, precio favorable
• Material: iglidur® i6
• Industria: Industria del automóvil
• Éxito gracias a la cooperación: Alta precisión, sin abrasión, producción rápida y rentable, sin lubricación

La aplicación de un vistazo:
Encontrar piezas de recambio para coches antiguos suele ser difícil, si no imposible. Es un problema familiar y especialmente duro en el caso de vehículos exóticos y modelos raros. El Dr. Jörg Pühler, propietario de un Stanley 750B fabricado en 1924, buscaba una pieza de recambio para el cuentakilómetros de su velocímetro.
La pieza original se había estropeado completamente debido al desgaste y a los trabajos realizados en el coche por el anterior propietario. El servicio de impresión 3D en línea de igus® El eje necesario con tornillo y engranaje pudo imprimirse de forma rentable y en poco tiempo a partir del plástico SLS resistente a la abrasión iglidur® i6.

En el velocímetro Stewart Warner, el engranaje del primer eje intermedio que engrana con el tornillo sin fin del eje de entrada ya no funcionaba. El piñón ya no engranaba con el tornillo sin fin. Debido a los trabajos realizados en el velocímetro por el anterior propietario, fue imposible determinar las dimensiones correctas. La fabricación de una pieza de recambio requirió varios intentos y un material que fuera estable, permitiera una gran precisión y fuera adecuado para un uso continuo.

Con el servicio de impresión 3D de igus, se fabricó una pieza de repuesto totalmente funcional con iglidur i6. Gracias a la fabricación rápida y rentable con el método de sinterización láser, el propietario del coche de época pudo probar en la práctica varias variantes del componente. Gracias al polímero de alto rendimiento utilizado con lubricantes sólidos incorporados, ya no es necesario lubricar el componente. Incluso después de más de 3.000 km de uso, no se detectan signos de desgaste.

El velocímetro de un coche de época Stanley 750B construido en 1924 dejó de funcionar: el cuentakilómetros estaba defectuoso. El propietario descubrió que la causa del defecto era el engranaje dentado que se encontraba en el primer eje intermedio y engranaba con el tornillo sin fin del eje de entrada. Debido al desgaste, el piñón ya no engranaba con el tornillo sin fin.

El problema lo causaba el contador de días de tres cifras: Los discos tenían un juego axial de unos 0,2 mm y no había arandela elástica que presionara los discos entre sí. De vez en cuando, un pequeño engranaje de transmisión se deslizaba entre los discos y atascaba el contador. Una arandela de latón ligeramente curvada y de 0,1 mm de grosor colocada en el lateral eliminaba el juego axial, de modo que ya no se producían atascos.

Una vez eliminada la causa del defecto, fue posible empezar a fabricar una pieza de repuesto. Con la ayuda del software FreeCAD, el Dr. Pühler consiguió crear un archivo CAD con un modelo 3D del componente que se necesitaba El primer pedido a través del servicio de impresión 3D de igus se procesó sin complicaciones y la pieza de repuesto acabada se recibió al cabo de sólo unos días.

El material era estable y hasta los detalles más pequeños se reprodujeron a la perfección. El eje encajó inmediatamente en los cojinetes y el engranaje helicoidal para la salida encajaba con precisión. Sin embargo, resultó que el piñón original se había desgastado tanto que las dimensiones estimadas del engranaje eran demasiado pequeñas.

Sólo hubo que cambiar un parámetro del modelo CAD, tras lo cual la segunda versión se envió rápidamente a imprimir. El segundo ejemplar también funcionó bastante bien y superó una breve prueba de resistencia. Sin embargo, como empezó a mostrar ligeros fallos de funcionamiento a bajas revoluciones, hubo que fabricar una tercera versión con un módulo de engranaje dentado y un ángulo de hélice adaptados. El tercer ejemplar funcionó perfectamente y engranó correctamente.

Una gran ventaja de la fabricación aditiva es que los cambios pueden aplicarse rápidamente y con poco esfuerzo. La adaptación del modelo digital, así como el cómodo proceso de pedido en línea y la rapidez de fabricación, permiten realizar adaptaciones de prototipos y piezas de repuesto de forma rápida y rentable.

La dificultad de la fabricación de piezas de repuesto mediante impresión 3D suele ser la creación de un modelo 3D adecuado. En Internet existen numerosos tutoriales y herramientas gratuitas en línea para la creación de modelos CAD. El sitio web de igus® también ofrece varios configuradores CAD gratuitos para usuarios sin conocimientos previos, incluso para engranajes, cojinetes y tuercas de rosca trapezoidal. Si no quieres hacer este trabajo tú mismo, puedes encontrar apoyo para el diseño de piezas de repuesto impresas en 3D en talleres abiertos y otras iniciativas de reparación.

Después de que el eje fuera probado a fondo en el banco de pruebas, fue montado en el velocímetro, el cual, a su vez, fue instalado de nuevo en el coche de época. Una ventaja significativa de iglidur i6 la ofrecen los lubricantes sólidos incorporados en el plástico, ya que gracias a ellos el usuario no tiene que lubricar los componentes, aunque la pieza que interactúe sea de metal.

Tras más de 3.000 km de uso, el engranaje helicoidal impreso sigue en buen estado sin signos evidentes de desgaste. Los ligeros rastros de abrasión metálica que pueden verse en la imagen proceden del engranaje helicoidal motriz y se produjeron en la fase inicial de la prueba, pero no cambiaron notablemente durante el uso posterior.