3Dプリント製の交換用ギア - 小さな変化が大きな効果をもたらします

要望：トラクターのモータ向け交換用ギア
製造方法：レーザー焼結法
要件：高い耐摩耗性、優れた摺動特性と機械的性質
材質：イグリデュールI3
産業：多目的車
メリット：従来の製造方法に比べて製造コストが10分の1、複雑な形状部品を1ピースで提供、耐摩耗性の向上

用途の概要：
イグスの清掃チームは、あら砂の散布、運搬のためにトラクターを使用しています。しかし、トラクターのモータへのスターター機能を持つギアが、使用するにつれ摩耗し、トラクターが動かなくなりました。メーカーは交換部品に対応していなかったため、このトラクターは稼働できない状態となりました。故障したまま半年間が過ぎ、トラクターは廃車になる予定でした。しかし、廃車直前に3Dプリントチームが動き出し、摩耗して壊れたギアをトレースして、数時間のうちにプリントすることができたのです。イグリデュールI3製ギアは、従来の樹脂製ギアに比べて摺動特性が格段に良く、耐摩耗性に優れているため、トラクターは再び安定して動くようになりました。

イグリデュールI3製の交換用ギアは、通常の樹脂製よりも非常に高い耐摩耗性を有しています。

問題点

元のメーカーから交換部品を入手するのは難しい場合があります。 イグスの清掃チームが敷地内清掃などに使用していたトラクターのメーカーは、ギアの交換に対応していませんでした。 壊れたギアは、モータの大きな駆動プーリーのスターターとして機能していました。 エンジンをかけるたびギアに高負荷がかかるため、通常の樹脂部品はすぐに摩耗して壊れてしまいました。 そのため、耐摩耗性と摺動特性に優れ、正確に装着できる特殊なギアが必要となりました。

解決方法

3Dプリントチームはこの問題に取り組み、壊れたギアを利用して元のギアの図面を作成します。 これをSTEPファイルに変換し、イグリデュールI3を使ってレーザー焼結法で製造しました。金型を使わない3Dプリントのコストは1ピースあたり28ユーロです(ドイツ価格)。300ユーロ以上かかる機械生産に比べて、10倍もコストが下がりました。積層造形法では、ギア内部の複雑なスピンドル形状も問題なく製造できます。 さらに、この3Dプリント製ギアは材質の耐摩耗性が高いため、従来のギアに比べて長寿命が期待できます。トラクターは廃車を免れ、機能を取り戻し再び稼働しました。

特殊パーツ向け3Dプリント

3Dプリントの大きなメリットは、パーツ設計の自由度がほぼ無限に広がっている点です。 あらゆる形状をすぐに製造することができます。 特殊設計やメーカーから入手不可能な交換部品を製造する時は、3Dプリントが最適です。 必要な交換部品は少量であることがほとんどです。そうした場合、積層造形法を使えば大幅なコスト削減を実現できます。 金型を使わず省資源で製造することで、費用対効果を高められるのです。 このトラクターの場合、必要なギアは1つだけでした。機械加工での製造コストは1ピースあたり300ユーロ以上ですが、3Dプリントでは28ユーロです。(ドイツ価格)

3Dプリントを使えば、内部にスピンドル形状を持つ交換用ギアは、わずか数時間で出来上がりました。

ギアをご自身で構成

イグスはギアの3Dプリントに様々なオプションを提供しています。例えば、設計担当者がイグスのギアコンフィギュレータで必要なギアを構成し、イグスに製造依頼することができます。具体的な方法はこちらで説明しています。また、既存のCADモデルを3Dプリントサービスにアップロードし、適切なイグスの材質と製造方法で依頼することもできます。

イグスのギアコンフィギュレータでギアを簡単構成

ギアの寿命予測計算

イグス試験施設では、様々な荷重テストが実施されています。 すべてのイグス製品が厳しくチェックされ、オンラインツールの信頼性と有益性を高めています。 ギア寿命予測計算ツールはそうしたツールの1つで、用途別の荷重データに基づきイグリデュールI3やイグリデュールI8製ギアの寿命予測を計算します。 これを利用すれば、お客様のアプリケーションに最適な材質、また故障前にギアを交換する時期を簡単に確認することができます。

寿命予測計算ツールは、様々な試験結果を考慮してギアの予測寿命を表示します。