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Engranaje impreso en 3D en el cañón de agua de un camión de bomberos

Los engranajes de recambio soportan altas cargas de uso

  • Qué se necesitaba: Engranajes especiales resistentes para reparar los servomotores de los cañones de agua montados en el techo de los camiones de bomberos de los aeropuertos 
  • Método de fabricación: Sinterización selectiva por láser
  • Requisitos: Solución rentable y muy resistente
  • Material: iglidur® i3
  • Sector: Vehículos utilitarios
  • Beneficios para el cliente: Los engranajes soportan los altos niveles de tensión y se utilizaron para reparar otros vehículos. La empresa consiguió evitar el costoso trabajo que hubiera requerido la sustitución de los servomotores completos.
El cuerpo de bomberos de Fraport AG garantiza la seguridad contra incendios en el aeropuerto de Fráncfort del Meno. Los camiones de bomberos del aeropuerto están equipados con cañones de agua en el techo que utilizan un servomotor para cambiar el ángulo de la boquilla de pulverización.Como el ángulo también cambia mientras se expulsa el agua, la carga del servomotor es considerable. Tras diez años de uso, los engranajes del cañón se desgastaron, por lo que hubo que reparar los cañones montados en el techo.
 
Impresión 3D con plásticos resistentes al desgaste

Engranajes impresos en 3D en un servomotor del cañón de agua montado en el techo de un camión de bomberos Para la reparación de los cañones montados en el techo de los camiones de bomberos del aeropuerto, el cuerpo de bomberos de Fraport AG necesitaba engranajes que pudieran soportar las elevadas cargas.


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Impresión 3D sin límites

Resistentes a la abrasión a gran escala, 4K o con componentes inteligentes

Problema

Los engranajes de plástico mecanizado utilizados en el servomotor del cañón de agua montado en el techo se habían desgastado tras diez años de uso y tenían que sustituirse. El fabricante recomendó sustituir todo el servomotor, pero era muy costoso. La fabricación de engranajes especiales con métodos de fabricación convencionales suele ser poco económica y, debido a su compleja geometría, no siempre es posible. 

Solución

Los técnicos de mantenimiento del cuerpo de bomberos de Fraport AG encontraron la solución perfecta en el plástico SLS iglidur I3: la impresión 3D como proceso de fabricación ofrece la posibilidad de producir piezas individuales y especiales de forma económica y rápida. Los plásticos iglidur, especialmente desarrollados para aplicaciones exigentes en máquinas, contienen lubricantes sólidos, lo que los hace más duraderos y reduce el mantenimiento neccesario. Los engranajes de iglidur impresos cumplieron las expectativas y ahora se utilizan en otros vehículos del aeropuerto.  
Engranaje impreso en 3D de iglidur I3 en un camión de bomberos Los engranajes están instalados en un servomotor del cañón de agua de un camión de bomberos. Este motor cambia el ángulo de la boquilla.

Los cañones de agua montados en los camiones de bomberos de los aeropuertos deben ser capaces de soportar un estrés intenso bajo la descarga de agua

El aeropuerto de Fráncfort es el mayor aeropuerto de Alemania.  A nivel internacional, también es uno de los principales aeropuertos de Europa en términos de tráfico de pasajeros y de carga.  Con casi 81.000 empleados en aproximadamente 450 empresas, es el mayor centro de trabajo local de Alemania y un imán para otras empresas de la región Rin-Meno, de gran importancia económica.  Dada la alta densidad de aviones, vehículos industriales y coches particulares, siempre hay algo que hacer para los bomberos del aeropuerto. Para cumplir con los tiempos de respuesta prescritos por la ley, los bomberos deben poder llegar a cualquier punto de la plataforma en tres minutos. El personal y los equipos técnicos de los tres parques de bomberos del recinto del aeropuerto tienen la misma importancia.
 
Entre los más de 115 vehículos de extinción de incendios que se encuentran en el recinto del aeropuerto, hay catorce vehículos de extinción de incendios de gran tamaño.  Con sus cañones de agua montados en el techo, pueden lanzar al menos 5.300 litros de agua a a más de 80 metros en un solo minuto. En consecuencia, la carga de los servomotores de estos cañones es muy alta, ya que controlan la altura del chorro de agua cambiando el ángulo de la boquilla.  
Engranajes impresos en 3D en un servomotor Dado que el cambio de altura también se produce mientras se dispara el agua, la carga a los que están sometidos los engranajes es considerable.

Engranajes impresos de iglidur I3: utilizados con éxito en vehículos de extinción de incendios en aeropuertos

El servomotor contiene dos ruedas dentadas especiales hechas de polímero robusto. Tras diez años de leal servicio, estos engranajes estaban desgastados. Por lo tanto, la renovación del cañón del techo estaba en el orden del día. El fabricante del vehículo sugirió a los técnicos de servicio que se cambiara todo el servomotor, una recomendación que, sin duda, conllevaba importantes costes. En lugar de sustituir todo el servomotor, que por lo demás estaba en perfecto estado de funcionamiento, los técnicos decidieron innovar. Tras una búsqueda en Internet, se encontraron con la posibilidad de tener engranajes de larga duración impresos en igus y decidieron probar el polímero iglidur I3 resistente al desgaste. Para el diseño de los engranajes, utilizaron el configurador de engranajes CAD gratuito online, con el que se pueden configurar plantillas para la impresión de forma rápida y sencilla.

El proceso de fabricación de SLS duró menos de 3 días y el cliente pudo probar los nuevos engranajes rápidamente. Las pruebas demostraron que los engranajes iglidur i3 soportaban bien las elevadas cargas que se les imponían. De este modo, los técnicos de mantenimiento pudieron pedir los engranajes para otros vehículos. Impresionados por la calidad de los materiales y el servicio rápido y sin complicaciones, inmediatamente mandaron imprimir otra pieza, que acciona las puertas neumáticas de los grandes vehículos de extinción de incendios. Esta aplicación impresa también cumplía los requisitos y ahora se utiliza en el cuerpo de bomberos del aeropuerto de Fráncfort.
Engranajes impresos en 3D hechos de plástico Para la impresión 3D de engranajes, apenas hay restricciones en cuanto a la geometría. Con nuestro servicio de impresión 3D, se pueden imprimir engranajes en cantidades de 1 a 10.000 de forma económica en 1 a 3 días.

¿Por qué imprimir engranajes hechos de iglidur I3?

Los materiales iglidur desarrollados especialmente para la fabricación de piezas móviles de máquinas se caracterizan por una muy alta resistencia a la abrasión y por los lubricantes sólidos que incorporan. Se utilizan para la producción de componentes mediante moldeo por inyección, fabricación aditiva y mecanizado de barras plásticas. iglidur I3 se desarrolló como plástico en polvo para la fabricación de piezas con el método de sinterización por láser, y se caracteriza por su alta resistencia al desgaste y fuerza. No es casualidad de que sea indiscutiblemente más vendido de los materiales de impresión 3D de igus.
 
Gracias a sus propiedades mecánicas, iglidur I3 es especialmente adecuado para engranajes rectos y cónicos, así como para todas las demás formas de engranaje. iglidur l6 solo se recomienda para ruedas helicoidales impresas en 3D, ya que este plástico se desarrolló para mejorar la capacidad de deslizamiento. La duración de un engranaje impreso de iglidur I3 según los parámetros de aplicación introducidos puede determinarse online en el calculador de vida útil de engranajes de forma rápida y sencilla. La larga vida útil de los engranajes de iglidur I3 en comparación con los engranajes de plástico convencional ha sido probada y demostrada en nuestro laboratorio de pruebas.  
 
Una de las grandes ventajas de la impresión 3D como método de fabricación de engranajes es la flexibilidad en cuanto a la geometría de la raíz del diente. Puede optimizarse el radio de la raíz del diente y mejorar la vida útil del engranaje. En el caso de la fabricación mecánica, esta optimización no suele ser posible debido al tamaño de las herramientas. Para diseñar engranajes directamente con la raíz del diente optimizada, recomendamos nuestro configurador CAD gratuito.

Aquí encontrará más ejemplos de aplicaciones con piezas impresas en 3D:

Resumen de todas las aplicaciones de los clientes

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