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イグス株式会社

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アルカセントラル

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3Dプリンター用材質の試験施設

3Dプリンターで作成したすべり軸受の新しい可能性

弊社試験施設にて、DIN ISO 7148-2に基づく3Dプリント部品のトライボロジーに関する試験を行いました。一連の試験では、各軸材質との組合せにおける、直線運動、揺動運動および回転運動が対象となりました。

イグリデュールJ260-PFフィラメントの摩擦値はすべての試験で低い一方、ABS材質はステンレス製軸の回転テストで破損しました。

イグリデュール耐摩耗性フィラメントでプリントされたすべり軸受は、すべての試験機において、従来型の射出成形品と同様の耐摩耗性を記録しました。

直動試験 (長いストローク):

試験パラメータ:

面圧: 0.11MPa

表面速度: 0.34m/s

ストローク: 370mm

時間: 3週間

軸材質: 硬質クロムめっきアルミニウム

直動試験 (長いストローク)  

直動時の摩耗試験 (長いストローク): v = 0.34m/s; p = 0.11MPa; ストローク = 0.37m; 硬質クロムめっきアルミニウム

直動時の摩耗試験

Y= 摩耗量 [μm/km]
 
A. ABS (プリント品)   B. イグリデュール I180-PF (プリント品)   C. イグリデュールJ (射出成形品)

 
テスト結果:

長ストローク試験では、イグリデュールI180でプリントされたすべり軸受の耐摩耗性が、ABS(一般的な材質)でプリントされたすべり軸受に比べて15倍高いことを示しています。

直動時の摩耗試験  

ギヤホイールの可動アプリケーション試験

ギヤ  

ABS(一般的な材質)で3Dプリントされたギヤホイールは、1.2Nmのトルクを運転時間75時間にわたり受けた際、かなりの摩耗が見られます。対照的に、イグリデュール I180(B)のギヤホイールは、より長い時間にさらなる高荷重を受けた際もほとんど摩耗が見られませんでした。

テスト: ギヤ I6 可動  

1

POM: 321,000 サイクル (摩耗が多い)

2

POM: 621,000 サイクル (破損)

3

イグリデュール I6: 100万サイクル (少ない摩耗)

直動試験 (短いストローク)

試験パラメータ:

面圧: 1MPa

表面速度: 0.1m/s

ストローク: 5mm

時間: 1週間

軸材質: S50C と SUS304

直動試験 (短いストローク)  

直動時の摩耗試験: v= 0.1m/s; p= 1MPa; l= 5mm

直動時の摩耗試験

Y= 摩耗量 [μm/km]
 
A = ABSプリント品   B = イグリデュール I180プリント品   C = イグリデュール I170プリント品   D = イグリデュールJ260プリント品   E = イグリデュールJ260射出成形品

 
テスト結果:

プリントされたイグリデュールJ260すべり軸受(D)と、射出成形されたイグリデュールJ260のすべり軸受の、直動試験時の摩耗量はほぼ同等でした。 これはイグリデュールのプリント品が、耐摩耗性という点において、射出成形品に匹敵するということを示します。

旋回試験:

試験パラメータ:

面圧: 1MPa

表面速度: 0.01m/s

ピボット角度: 60°

時間: 4週間

軸材質: S50C と SUS304

旋回試験  

摩耗試験、旋回: p= 1MPa; v= 0.01m/s; ß= 60°

摩耗試験、旋回

Y = 摩耗量 [µm/km]
 
A = ABSプリント品   B = イグリデュール I180プリント品   C = イグリデュール I170プリント品   D = イグリデュール J260プリント品   E = イグリデュール J260 射出成形品

 
テスト結果:

イグリデュールフィラメントは旋回テストにおいて、一般的な3Dプリント材質(例えばABS)に比べて最高で50倍の摩耗耐性を発揮しました。

摩耗試験、旋回: p= 20MPa; v= 0.01m/s; ß= 60°

摩耗試験、旋回

Y = 摩耗量 [µm/km]
 
A = イグリデュール I180プリント品   B = イグリデュールG射出成形品   C = イグリデュールJ射出成形品   D = イグリデュールW300射出成形品   E = イグリデュールJ260射出成形品

 
テスト結果:

20MPa(それぞれ800kg)の面圧での高荷重試験では、プリントされた軸受の耐摩耗性は射出成形された軸受の耐摩耗性に匹敵しました。

摩擦試験 (回転):

試験パラメータ:

面圧: 1MPa

表面速度: 0.3m/s

時間 = 2時間

軸材質: S50C と SUS304

摩擦試験 (回転)  

摩擦試験、回転: v= 0.3m/s; p= 1MPa; t = 2時間

摩擦係数、回転

Y= 摩擦係数 [MPa]
 
A = ABSプリント品   B = イグリデュール I180プリント品   C = イグリデュール I170プリント品   D = イグリデュールJ260プリント品   E = イグリデュールJ260射出成形品

 

試験ではイグリデュール トライボフィラメントの摩擦係数が、一般的な3Dプリント材質(ABS)に比べて著しく低いことが示されました。