高耐久性のウォームギア: 機械加工や射出成形のギアに比べて耐摩耗性が最大80%向上

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3Dプリントギアの使用事例

FAQ:よくあるご質問とその回答

イグリデュールポリマーを使用した3Dプリント製ウォームホイール

イグリデュールI6とは何ですか？またなぜこの材質が特にウォームホイールの設計に適しているのでしょうか？

イグリデュールI6は、ウォームホイール用に特別に開発されたレーザー焼結材質です。  イグリデュールポリマーの一般的な利点（耐摩耗性、無潤滑など）に加えて、イグリデュールI6は特に優れた摺動性を有しており、ウォームホイールの機能を最適化します。 この開発のアイデアは、ロボリンクのロボットアーム設計エンジニアから生まれました。 試験では、イグリデュールI6から製造されたウォームホイールは、他の3Dプリントされたポリマー製ウォームホイールの何倍もの耐摩耗性があることが証明されました。 ポリマー製のウォームホイールは、高品質のポリマーが使用されている場合にのみ、産業用としての使用に適しています。これまでのPLAやABSを使ったテストでは、摩擦係数が高いために部品が比較的早く摩耗してしまい、失敗に終わっていました。 そのため、望ましい特性を持つ新しいポリマーが開発されました。高温用や食品機械用の特別設計も可能です。 これらの材料の摩耗試験では、非常に耐摩耗性が高いことが示されています。 イグリデュールI6の材料データはこちらからご覧いただけます。

3Dプリント製ウォームホイールの利点

最も重要な利点は、耐摩耗性、耐衝撃性、面圧を下げるために固有の弾性、特に優れた弾力性、自己潤滑性、耐食性、静かな動作、メンテナンスフリー、および良好な緊急時の走行特性です。 最も重要な基準は、使用されるポリマーです。 特別な材料は、耐摩耗性と強度に優れ、高精度で緻密な表面加工が可能で、ウォームホイールの用途では非常に長寿命です。

金属製ウォームホイールと比較した場合のポリマー製ウォームホイールの利点

基本的に、樹脂製ギアは無潤滑で使用することに適しているため、イグリデュールを使って印刷したウォームギアは潤滑油が不要です。 高品質のポリマー材料で作られたウォームホイールを使用すると、メンテナンス費用やダウンタイムが大幅に減るため、ユーザーは大きなメリットを享受できます。3Dプリントによる製造は、金属やポリマーから歯車をフライス加工するよりも、設計エンジニアにとって高い設計自由度があります。 ウォームギアの形状は、3Dプリントでは簡単に最適化できますが、フライス加工では妥協しなければなりません。 最適化された形状はつまり、ギアの遊びが発生するまでの時間が、フライス加工品よりも3Dプリント品の方が長いことを意味します。 接触面積が大きいため、面圧と摩耗が大幅に減少します。

金属製ウォームホイールはどのような用途に適していますか？

ウォームホイールは、一般的にギアボックスの出力に使用されます。 一般的には銅錫合金で作られます。 この材料は、スチール製の部品と組み合わせて優れた緊急時の走行特性を発揮します。 これは、大量の熱が発生したり、高いトルクが伝達されたりする場合に、金属製のウォームホイールを使用する重要な利点です。また、金属製のウォームギアは、冷却回路や潤滑回路に組み込まれることも多々あります。 多くの場合、真鍮や青銅などの柔らかい材料で作られたウォームホイールに、硬化スチールで作られたウォームが使用されます。 しかし、ウォームホイールには自己潤滑性のあるポリマーが使用されることが増えています。

ウォームホイールとウォームギアの設計要件

ウォームホイールとウォームギアの設計では、歯面形状を正確に調和させる必要があります。 これは、意図したトルクを伝達し、歯面の耐摩耗性を確保するために必要です。 設計をコンピュータや3Dプリントシステムに転送し商業的に採算をとるためには、一回限りの生産や小ロット生産に対応するシンプルで経済的な製造プロセスが重要です。

ウォームギア材質の組合せ

硬質アルマイト処理アルミニウム製ウォームは、特に高荷重に適しています。 しかし、イグリデュールI3を使用したイグス3Dプリントサービス製の最適ウォームは、通常の荷重には十分な強度を持っています。  ここでの大きな利点は、設計自由度です。グロボイド形ウォームのような複雑で珍しいウォームでも、迅速かつ低コストで3Dプリントが可能なのです。
 

ウォームホイールとは？

ウォームホイールは、ウォームギアにおいてウォームと対になる部品です。 ウォームホイールは特に摺動性が重要なため、青銅製のものが多くあります。  高機能ポリマーを用いて少量のウォームホイールを3Dプリントすることで、費用対効果が大幅に向上します。そして何よりも、より素早い製造が可能でありながら、同等の特性が得られます。
 

ウォームギアとは？

ウォームギアは、確実で正確、かつ静音の変速機能が必要とされる場所であればどこでも使用されています。 特に静音性と堅牢性が重要です。 ウォームギアは、駆動源と出力の間の軸をずらすためにも使用することができます。 非常に小さなスペースで、大きな出力を伝達することができます。 そのため、ウォームホイールの主な使用分野は、コンベア、ロボット、プロファイル加工機、分離機、押出機、採掘機械、ローイングマシンなどです。 ウォームギアはまた、プレス加工機や圧延機、舞台装置や劇場装置、機械建設のアクチュエータ、リフト装置などにも使用されています。

ウォームギアの仕組みは？

ウォームギアは、ワーム形状の特殊なギアです。 細長いねじ状の歯車(ウォーム)と それに適合する、はすば歯車(ウォームホイール)を組合せたものです。ウォームは、斜めのねじを持つ平歯車として考えることもできます。 その特徴は、歯数が一つということです。しかし、2つ以上の歯を持つウォームもあります。この設計は、ギア比が比較的高くなります。ウォームギアの人気のある特性は、セルフロックです。 ウォームはウォームホイールを駆動することができます。役割が逆になると、セルフロック機能がそれを阻止します。 また、ギアボックスの急停止は推奨されないため、大きな質量を移動させる場合には問題になることがあります。