Fabrication rapide et économique de pièces spéciales complexes

• Ce qui était nécessaire : Patins spéciaux avec des géométries complexes
• Procédure de fabrication : Frittage laser
• Exigences : Glissement optimisé, autolubrifiant, longue durée de vie
• Matériau : iglidur I3
• Secteur : Automobile
• Succès grâce à la collaboration : fabrication économique et rapide de petites séries. Composants à longue durée de vie avec fonctionnement à sec.

Les automobilistes qui ne peuvent pas utiliser leurs jambes peuvent accélérer avec leurs mains sur le volant grâce à l'anneau d'accélération numérique Darios. Développé par la société Kempf en Alsace, cet anneau d'accélération élégamment discret offre confort et sécurité au volant et s'intègre à la plupart des véhicules automatiques. Pour adapter l'anneau d'accélération aux volants aplatis, les ingénieurs ont dû relever le défi de faire glisser l'anneau dans les coins. Pour leur solution - les patins spéciaux en plastique d'impression 3D à glissement optimisé iglidur i3 - l'entreprise a reçu en 2019 le Manus Award pour les solutions innovantes aux problèmes des paliers en plastique.

Avec la matière plastique autolubrifiante SLS iglidur i3, le service d'impression 3D d'igus permet de fabriquer des pièces spéciales complexes en 24 heures. Les pièces imprimées à partir des polymères de glissement iglidur se distinguent par leur grande résistance à l'usure et leur durée de vie prévisible.

Pour la fabrication d'anneaux d'accélération pour les volants aplatis, l'entreprise a régulièrement besoin de patins spéciaux reliés entre eux de manière mobile, qui glissent sur un anneau en métal "autour du coin". Plus de 200 éléments sont nécessaires par volant. La seule façon de réaliser ce mouvement est de construire des coulisseaux spéciaux à géométrie complexe. Ces patins contiennent de nombreuses contre-dépouilles, ce qui rend leur fabrication par des méthodes de fabrication traditionnelles non seulement difficile, mais aussi très coûteuse. Comme les aides à la conduite de Kempf sont garanties 30 ans, les patins spéciaux doivent être extrêmement durables et fiables. Il n'est pas possible de lubrifier les composants, car ils sont solidement installés à l'intérieur de l'enveloppe en cuir de l'anneau de gaz.

Les structures complexes et les contre-dépouilles des patins spéciaux ne peuvent être fabriquées efficacement qu'au moyen de la fabrication additive. Avec la matière plastique haute performance iglidur i3 optimisée pour le glissement, Kempf a trouvé le matériau optimal pour imprimer les éléments filigranes. Fabriqués en 24 heures par frittage laser, les patins spéciaux tournent sans problème autour des angles, sans lubrification ni entretien. Malgré un nombre élevé de pièces (plus de 10 000 par commande), la fabrication des patins spéciaux par impression 3D s'est même avérée plus avantageuse que le moulage par injection en raison de sa grande complexité.

"L'anneau à gaz est le meilleur produit du marché sur le plan qualitatif. La finition est d'une qualité inégalée et sa fiabilité est sans faille. J'ai parcouru au total 785000 KM jusqu'à présent sans aucun problème technique. Oui, c'est 785000 km et cela représente 19,625 tours de la terre".

Ce n'est qu'une des nombreuses références enthousiastes des utilisateurs de Darios. Ce n'est pas étonnant, car Kempf mise sur la qualité et offre à ses clients une garantie de 30 ans sur toutes les aides à la conduite.

KEMPF a été fondée en 1955 par Hans Kempf, qui était handicapé moteur à la suite d'une poliomyélite. Passionné de mécanique, il a inventé l'anneau d'accélération pour pouvoir conduire avec les deux mains sur le volant. Jusqu'à la fin de sa vie en 2002, il a adapté plus de 100 000 véhicules.

Le système d'accélérateur manuel développé par Kempf est le seul disponible sur le marché qui s'adapte à la vitesse du véhicule : À vitesse réduite, l'accélération est douce, progressive et économique ; à vitesse élevée, l'accélération est dynamique pour garantir une conduite sûre et effectuer des dépassements rapides avec précision et facilité. Toutes les fonctions habituelles du volant, telles que le réglage, l'airbag et le klaxon, sont conservées. Les pédales restent également fonctionnelles - un interrupteur permet de désactiver Darios afin que d'autres conducteurs puissent utiliser le véhicule de la manière habituelle.

Pour accélérer, il faut pousser l'anneau dans la direction du volant. Pour cela, une très faible force est nécessaire (environ 3 newtons). La course entre le ralenti et le plein gaz n'est que d'environ 18 mm. Lorsque le volant revient en position de ligne droite après un virage, l'enveloppe qui tourne librement permet une accélération précise en sortie de virage, quelle que soit la position du volant. Les deux mains peuvent rester sur le volant lors de la commande de Darios, l'anneau d'accélération pouvant également être actionné d'une seule main pour commander, par exemple, le frein de service à main situé à droite avec l'autre main.

L'anneau d'accélération recouvert de cuir fin s'intègre harmonieusement dans l'habitacle des véhicules, et les conducteurs peuvent même choisir la couleur du cuir s'ils le souhaitent. Comme de nombreuses voitures sont désormais équipées de volants aplatis, Darios 211 a été développé. Cet anneau d'accélération est aplati, mais il est également doté d'une enveloppe qui tourne librement. Mais comment doter un anneau aplati d'un revêtement glissant ?

La nouvelle tendance consistant à équiper les véhicules de volants aplatis au lieu de volants ronds a constitué un défi de taille pour les ingénieurs de Kempf. Pour des raisons à la fois techniques et esthétiques, un volant aplati nécessite un anneau d'accélération aplati dans la même mesure. L'anneau d'accélération discret et intégré comme une évidence dans le véhicule contient en réalité une multitude de détails élaborés. Il est relativement simple d'équiper un anneau de gaz rond d'une enveloppe coulissante. Mais équiper un anneau de gaz aplati d'une enveloppe qui tourne aussi librement qu'un anneau rond exigeait une solution techniquement complexe.

Les développeurs de produits de Kempf ont trouvé cette solution en coopération avec l'équipe d'impression 3D d'igus. Le nouveau Darios 211, le premier anneau de gaz aplati au monde, utilise des composants fabriqués par fabrication additive en iglidur i3, une matière plastique à glissement optimisé. L'anneau de gaz aplati dispose de plus de deux cents éléments de ce type, reliés entre eux de manière mobile. Ils forment un anneau glissant autour du noyau métallique aplati de l'anneau de gaz et permettent ainsi à l'enveloppe de glisser sans soudure. Pour cette solution particulièrement innovante, l'entreprise Kempf a reçu le Manus Award de bronze lors de la foire de Hanovre 2019.

Les ingénieurs ont décidé de fabriquer les patins spéciaux complexes par impression 3D, car la fabrication par moulage par injection était très compliquée et donc coûteuse en raison des nombreuses contre-dépouilles. La fabrication additive n'impose pratiquement aucune restriction quant aux règles de conception, ce qui rend particulièrement rentable la fabrication de pièces à géométrie complexe. Cela permet également de supprimer les coûts d'outillage.

L'une des principales raisons pour lesquelles l'iglidur i3 a été choisi comme matériau pour la fabrication des patins spéciaux était les lubrifiants solides qu'il contient. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'entretenir les composants et leur durée de vie augmente considérablement, car il n'y a pratiquement pas d'usure. iglidur i3 est une poudre SLS qui peut être traitée sur toutes les machines de frittage laser traditionnelles. Pour ce faire, la poudre est fondue couche par couche à l'aide d'un laser, ce qui permet de reproduire avec précision des structures fines. Selon la taille de la pièce, plusieurs milliers de pièces peuvent être fabriquées en un processus d'impression d'environ 24 heures. Les clients profitent ainsi non seulement d'une importante économie de coûts, mais aussi d'un délai de fabrication et de livraison imbattable. Une autre particularité que seul le frittage laser permet sous cette forme est l'impression d'un emballage pour les pièces filigranes dans le même processus d'impression. Ainsi, les coûts et les efforts liés à l'emballage sont supprimés et le risque de perdre ou d'endommager certains composants disparaît.

L'iglidur i3 est de loin le plastique d'impression 3D le plus utilisé dans le service d'impression 3D d'igus. Outre différentes applications de glissement, il montre ses points forts en tant que meilleure matière plastique actuellement disponible sur le marché pour les roues dentées imprimées en 3D.