電動自転車向けの交換用3Dギア - トライボロジー特性を最適化した材料による性能向上

• 要望：電動自転車の遊星ギアボックス用の新しいギア
• 製造方法：レーザ焼結法
• 要件：高精度、装着の正確さ、耐摩耗性
• 材質：イグリデュールI3
• 産業: 自転車
• メリット：従来のレーザー焼結用材質の30倍の耐摩耗性、高い耐摩耗性、高効率

用途の概要：
電動自転車の遊星ギアボックス内のギアの摩耗が激しく、交換が必要でした。電動自転車のオリジナル製造メーカーが追加のギアを供給できなかったため、お客様はケルンにあるイグス本社の3Dプリント部門で解決策を見出しました。新しいギアは摩耗した古い部品をもとにトレースし、レーザー焼結法でプリントすることができました。お客様は製品の受領後すぐにギアを取り付けることができ、ほんの短期間でギアボックスの性能が向上したことを実感しました。

交換したギアで電動自転車は完璧に動作するようになりました。

問題点

電動自転車のギアボックスから初期電源が出なくなったため遊星ギアの中を見てみると、ギアがひどく摩耗していることがわかりました。メーカーがオリジナルのスペアパーツを供給ができなかったため、お客様は交換用ギアについて他を探してました。ギアはギアボックスにぴったりと収まり、負荷に耐えられるよう、これまでの部品よりも格段に高い耐摩耗性が求められます。

解決方法

お客様はイグス本社の3Dプリント部門に目を向けました。そしてそこに摩耗したギアを送り、部品を描き直してプリントしてもらうことができました。そのギアはトライボロジー的に最適化された材料であるイグリデュールI3を用い、レーザー焼結法で製造されました。イグリデュールI3で製作された部品は非常に繊細で、優れた機械的特性を有します。このプロジェクトの決め手は、従来のレーザー焼結用材質に比べて30倍に向上した耐摩耗性です。低摩耗率に加え、ギアは高い強度を有します。お客様からはすぐに、ギアボックスの性能が向上したとの報告を受けました。

クイックプロトタイプ：より良い効果

積層造形法の最大のメリットは、部品を高速で製造できることです。少量生産時の製造コストの低さと相まって、多くの用途の試験段階において、3Dプリントは試作品作製の最強ツールです。そのため、このケースでも短時間で遊星ギアを描き直し、プリントしてお客様にお届けすることができました。しかし、プリントされたギアが当初は固定ボルトに詰まっていたため、再度取り外す際にスプロケット1つが破損してしまいました。簡単な打ち合わせ後、非常に短時間のうちにCADモデルを適応させ、プリントすることができました。新しいギアはギアボックスのボルトに正確にフィットし、要件を満たしていました。お客様からは、パフォーマンスが向上し、最高の満足感を得られたとの報告を受けています。
 

数回の試験後、交換用ギアの正確な寸法が判明しました。

特にギア向け：イグリデュールI3・イグリデュールI6

「寿命を延ばしてコストを下げる」 - イグスのゲートから出荷されるすべての部品や材料の目標は、技術を向上させ、その過程で理想的にコストを削減することです。これは、摺動が最適化された部品を製造するために、3Dプリント用に特別に開発された材料にも当てはまります。レーザー焼結用粉末に加え、イグスでは様々なフィラメントで幅広い材料を提供しており、あらゆるアプリケーションをそれぞれに最適化します。このように、イグリデュールI3は摺動用途やギアに適した材料です。レーザー焼結用の粉末は、表面を正確に加工することができ、最大の強度を有しながら極めて低い摩耗量を実現しています。イグス試験施設での結果がそれを物語っています。従来のレーザー焼結用材質と比較し、イグリデュールI3で製作された部品は最大で30倍の耐摩耗性を有しています。ギアだけでなく、ローラー、ギアラック、平歯車、かさ歯車などにも非常に適しています。イグリデュールI3の他にも、イグリデュールI6のレーザー焼結用粉末は、あらゆる摺動用途に適しています。この素材の特徴は、高い耐摩耗性と高い靭性に加え、EU 10/2011に基づく食品適合性が認証されていることです。この素材は、特にウォームホイールや、食品業界でのカスタム用途に適しています。
 

遊星ギアでは、イグリデュールI3の優れた機械的特性が効果を発揮します。