Des vélos électriques silencieux avec les pignons imprimés

• Ce qui a été nécessaire : Pignons en plastique
• Procédé de fabrication : frittage sélectif au laser
• Exigences : haute résistance à l'usure, bonnes propriétés de glissement, longue durée de vie
• Matériau : iglidur i3
• Secteur : industrie du vélo
• Succès grâce à la collaboration : configuration rapide de la pièce dans le service d'impression 3D en ligne, bruits de fonctionnement plus faibles qu'avec le métal.

L'application en un coup d'œil :
Les vélos électriques sont de plus en plus légers et extrêmement silencieux. Lorsqu'on roule, on ne perçoit presque plus de bruits de moteur. Des bricoleurs ingénieux comme Lars Hartmann de Reichshof ne s'en contentent toutefois pas. Le bruit trop élevé de la chaîne de vélo lui posait problème. Un pignon métallique faisait ici office de poulie de renvoi sur la chaîne afin que celle-ci n'entre pas en collision avec le châssis, mais il provoquait un immense bruit de fonctionnement. En cherchant une solution, il s'est souvenu de l'offre d'igus, dont il a pris connaissance lors d'un salon : Le service d'impression 3D, qui permet de fabriquer des pièces individuelles à moindre coût dans une imprimante 3D.

Le pignon à chaîne standard en métal provoquait des bruits de fonctionnement très forts sur le vélo électrique. Le pignon était la poulie de renvoi de la chaîne pour que celle-ci ne touche pas le cadre. Mais les bruits de frottement faisaient du vélo électrique un tracteur sur le plan auditif. Lars Hartmann s'est donc mis à la recherche d'un matériau qui aurait les mêmes propriétés de roulement que le pignon métallique, mais qui serait nettement plus silencieux. Les autres exigences posées au matériau étaient de bonnes propriétés de glissement et une longue durée de vie, ainsi qu'une grande résistance à l'usure dans le jeu avec le métal.

Dans le cadre de son travail pour VMA Getzmann GmbH, fabricant de systèmes d'agitation, de dispersion et de broyage fin, il a testé des pièces de machines fabriquées avec le service d'impression 3D d'igus. Les résultats ont été si bons que Lars Hartmann a également pensé aux pièces imprimées pour son vélo électrique. Pour ce bricoleur amateur, c'était la solution parfaite : "Le pignon standard en métal produisait des bruits de fonctionnement élevés. Nous l'avons dessiné et fait imprimer chez igus en iglidur i3. Le chemin vers la pièce a été simple et rapide. Nous avons utilisé le service d'impression 3D pour télécharger les données correspondantes, choisi le matériau et commandé la quantité". Le pignon est en service depuis plusieurs mois sur deux roues - et le bruit a été nettement minimisé, se réjouit Hartmann.

Le matériau utilisé, l'iglidur i3, se prête bien entendu aussi à une utilisation industrielle et en série. Il séduit par ses bonnes valeurs d'usure ainsi que par sa grande résistance et est transformé par frittage sélectif au laser (SLS).

Pour répondre aux exigences particulièrement élevées en matière de résistance à l'usure et de durée de vie, igus a en outre développé le matériau iglidur i6. Lors du test, cette matière plastique haute performance bat des roues dentées fraisées en matériaux courants comme le POM et le PBT. Le test a porté sur une roue à vis sans fin avec un couple de 5 Nm et 12 tr/min. Même après un million de cycles (interruption de l'essai), la roue dentée en iglidur I6, matériau de frittage laser, ne présentait qu'une faible usure et était encore entièrement fonctionnelle. Elle s'est ainsi nettement imposée par rapport aux roues dentées fraisées - les roues dentées en POM présentaient déjà une usure totale après 621 000 cycles ; les roues dentées fraisées en PBT se cassaient déjà après 155 000 cycles. Également testée : une roue dentée en PA12, un matériau de frittage laser. En raison de son coefficient de frottement élevé, cette pièce s'est toutefois arrêtée après 521 cycles seulement.

Parallèlement, les constructeurs profitent également du site igus Zahnradkonfigurator. Il est ainsi possible de configurer des roues dentées ou des roues à chaîne individuelles, même dans des dimensions spéciales. En quelques étapes, l'utilisateur n'a qu'à indiquer les données de sa roue dentée (comme le module de la dent, le nombre de dents, la largeur et le diamètre intérieur). Un modèle 3D est alors automatiquement créé et peut être exporté sous forme de fichier STEP. Une fois le fichier téléchargé dans le service d'impression 3D d'igus, la roue dentée configurée en iglidur i6, un matériau SLS extrêmement durable pour roues dentées, peut être commandée directement. D'un seul clic de souris, l'utilisateur peut commander sa roue dentée à partir d'une quantité de 1 pièce ou demander un devis. La pièce personnalisée est prête à être expédiée dans les trois jours.