Engranajes de repuesto impresos para una bicicleta eléctrica: mayor rendimiento con materiales tribológicamente optimizados

• Qué se necesitaba: Nuevos engranajes para la caja de cambios de una bicicleta eléctrica
• Método de fabricación: Sinterización selectiva por láser
• Requisitos: Representación precisa de los detalles, ajuste exacto, resistencia al desgaste
• Material: iglidur i3
• Sector: Sector de la bicicleta
• Beneficios para el cliente: Resistencia al desgaste 30 veces superior a la de los materiales SLS convencionales, eficacia, alta resistencia al desgaste, mayor eficiencia

Breve descripción de la aplicación:
Se necesitaban engranajes nuevos para reemplazar los engranajes muy desgastados de la caja de cambios elíptica de una bicicleta eléctrica. Como el fabricante de la bicicleta eléctrica no podía suministrar piñones, el cliente encontró una solución con la ayuda de la impresión 3D de igus en Colonia. Se pudo generar un modelo a partir de los engranajes antiguos y desgastados, y se imprimieron los nuevos engranajes mediante sinterización selectiva por láser. El cliente pudo instalar los engranajes tan pronto como los recibió y observó una mejora en el rendimiento de la caja de cambios poco después.

 

La bicicleta eléctrica vuelve a funcionar perfectamente con los engranajes de repuesto

Problema

La caja de cambios de una bicicleta eléctrica ya no tenía las prestaciones de sus inicios. Un breve examen del engranaje planetario mostró la razón: los engranajes estaban desgastados. El fabricante no pudo suministrar las piezas de recambio originales, por lo que el cliente buscó otras alternativas para obtener los engranajes de sustitución, que tenían que encajar perfectamente en la caja de cambios y tener una resistencia al desgaste muy superior a la de los engranajes anteriores para poder soportar las tensiones.

Solución

El cliente se puso en contacto con el departamento de impresión 3D de igus. Envió las ruedas dentadas usadas, cuyo modelo se desarrolló para poder imprimirlas. Los engranajes se imprimieron mediante sinterización selectiva por láser con material iglidur I3 tribológicamente optimizado. Las piezas de iglidur I3 tienen detalles muy precisos y buenas propiedades mecánicas. El factor decisivo para este proyecto fue la resistencia a la abrasión, que es 30 veces mejor que los materiales convencionales de sinterización por láser. Además de su bajo índice de desgaste, los engranajes eran también muy resistentes. Poco después, el cliente informó de la mejora del rendimiento de la caja de cambios.

Prototipo rápido, mejor efecto

Una de las grandes ventajas de la fabricación aditiva es la rapidez con la que se pueden producir las piezas. En combinación con los bajos costes de producción para pequeñas cantidades, la impresión 3D es imbatible para la producción de prototipos en la fase de prueba de muchas aplicaciones. También en este caso fue posible fabricar rápidamente un modelo de las ruedas dentadas para el engranaje planetario, imprimirlas y enviarlas al cliente. Sin embargo, los engranajes rozaban inicialmente con el perno de sujeción, lo que provocó la rotura de uno de los piñones al retirarlo de nuevo. Tras una rápida consulta, se adaptó el modelo CAD y se imprimió rápidamente la rueda dentada. Los nuevos engranajes encajaron perfectamente en los pernos de la caja de cambios y cumplieron los requisitos. El cliente ha informado de la mejora del rendimiento y está muy satisfecho.
 

Unas cuantas pruebas fueron suficientes para encontrar las dimensiones exactas de los engranajes de sustitución

iglidur I3 e iglidur I6, los especialistas en engranajes y piezas similares

plastics for longer life®: El objetivo de cada pieza y cada material que sale de la fábrica de igus es mejorar la calidad técnica al tiempo que se reducen los costes en la medida de lo posible. Esto también se aplica a los materiales que se han desarrollado para la impresión 3D con el fin de tener piezas optimizadas para el deslizamiento. Además de los polvos de sinterizado selectivo por láser, igus ofrece una amplia gama de filamentos, lo que permite realizar optimizaciones a medida para adaptarse a la aplicación. El iglidur I3, por ejemplo, es el material más adecuado para aplicaciones de deslizamiento y engranajes. Este polvo SLS permite realizar acabados de detalle exactos y tiene una resistencia al desgaste extremadamente alta, además de una gran solidez. Los resultados del laboratorio de pruebas de igus hablan por sí mismos: las piezas fabricadas con iglidur I3 son hasta 30 veces más resistentes al desgaste que las fabricadas con materiales SLS convencionales. Este material es ideal para los engranajes, así como para las ruedas dentadas, las cremalleras y los engranajes rectos y cónicos. El polvo SLS iglidur I6 también es adecuado para todas las aplicaciones de deslizamiento. Este material tiene una alta resistencia al desgaste, una gran tenacidad y una conformidad alimentaria certificada con los requisitos de la FDA y la directiva 10/2011 de la UE. Es especialmente adecuado para los engranajes sinfín y las aplicaciones especiales a medida en la industria alimentaria.
 

Las buenas propiedades mecánicas de iglidur I3 se notan en el engranaje planetario