Impression 3D d'une roue dentée : une pièce de rechange qui change tout

Ce qui était nécessaire : Roue dentée de rechange pour un moteur de tracteur
Procédé de fabrication : frittage sélectif par laser
Exigences : haute résistance à l'usure, bonnes propriétés de glissement, bonnes caractéristiques mécaniques.
Matériau : iglidur i3
Secteur : Véhicules utilitaires
Succès grâce à la collaboration : coûts de fabrication 10 fois moins élevés qu'avec les procédés de fabrication traditionnels, pièce complexe fabriquée en une seule pièce, meilleure résistance à l'abrasion.

L'application en un coup d'œil :
L'équipe de nettoyage d'igus utilise un tracteur pour ses travaux, comme par exemple l'épandage et le transport. Au bout d'un certain temps, la roue dentée qui servait de démarreur pour le moteur du tracteur était tellement usée que le tracteur ne pouvait plus démarrer. Le fabricant n'a pas été en mesure de le remplacer et le tracteur est donc resté hors service. Après environ un an sans tracteur, celui-ci devait être mis à la ferraille. Mais l'équipe d'impression 3D d'igus est intervenue peu avant et a pu dessiner la roue dentée usée et cassée et l'imprimer en quelques heures. Le tracteur fonctionne à nouveau de manière fiable grâce à la roue dentée en iglidur i3, qui présente de bien meilleures propriétés de glissement et une plus grande résistance à l'usure que la roue dentée en plastique ordinaire installée auparavant.

Obtenir des pièces de rechange du fabricant d'origine n'est souvent pas aussi simple que l'on pourrait le penser. Dans le cas du tracteur utilisé par l'équipe de nettoyage d'igus pour divers travaux, comme l'épandage sur le terrain, le fabricant n'a pas non plus pu mettre à disposition une nouvelle roue dentée. La roue dentée cassée sert de démarreur pour la grande couronne dentée du moteur. La charge exercée sur la roue dentée à chaque démarrage du moteur était trop élevée pour le composant en plastique standard, et l'usure et la rupture se sont rapidement produites. Il fallait donc trouver une roue dentée spéciale qui s'adapte parfaitement, résiste à l'usure et possède de bonnes propriétés de glissement.

L'équipe d'impression 3D s'est attaquée au problème et a pu réaliser un dessin de l'original à partir de la roue dentée cassée. Celui-ci a été converti en fichier STEP, puis imprimé par frittage sélectif au laser avec l'iglidur i3. Le coût de l'impression 3D sans outillage, soit 28 € par pièce, était bien 10 fois moins élevé que la fabrication mécanique, qui aurait coûté plus de 300 €. Pour la fabrication additive, la forme spéciale de la roue dentée avec la géométrie de la broche à l'intérieur ne pose aucun problème. De plus, grâce à la grande résistance à l'abrasion du matériau, la roue dentée imprimée promet une durée de vie plus longue que la roue dentée utilisée auparavant. Ainsi, le tracteur a pu être sauvé de la mise à la ferraille et utilisé à nouveau en parfait état de fonctionnement.

L'un des plus grands avantages de l'impression 3D est la liberté quasi illimitée dans la conception des pièces souhaitées. Il n'existe pratiquement aucune forme qui ne puisse être fabriquée en un seul passage. Ainsi, lorsqu'il s'agit de fabriquer une pièce de rechange qui soit ne peut plus être livrée par le fabricant, soit a une forme de construction particulière, la voie de l'impression 3D est la bonne. Souvent, les pièces de rechange ne sont nécessaires qu'en petite quantité. Dans ce cas également, il est nettement plus avantageux de faire fabriquer les pièces par un procédé additif. Grâce à la fabrication sans outil et économe en ressources, on obtient des quantités plus avantageuses. Dans le cas du tracteur, une seule roue dentée était nécessaire. Celle-ci aurait coûté plus de 300 € lors de la fabrication mécanique - dans l'impression 3D, la pièce a coûté 28 €.

Chez igus, il existe différentes possibilités pour faire imprimer une roue dentée. Les constructeurs peuvent par exemple configurer les roues dentées nécessaires à l'aide du configurateur de roues dentées igus et les commander ensuite directement chez igus. Le fonctionnement exact est expliqué ici. Il est également possible de télécharger un modèle CAO existant dans le service d'impression 3D et de le commander avec le matériau et le procédé de fabrication igus appropriés.

Différents tests de charge sont effectués dans le laboratoire de test d'igus. Tous les produits igus sont examinés sous toutes les coutures afin de rendre les outils en ligne fiables et pertinents. L'un de ces outils est le calculateur de durée de vie des roues dentées, qui permet de calculer la durée de vie des roues dentées en iglidur i3 ou en iglidur I8 en fonction des données de charge spécifiques à l'application. Il est ainsi possible de vérifier facilement si le matériau est adapté à son application et quand il faut changer la roue dentée avant qu'elle ne tombe en panne.