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イグス株式会社

〒130-0013 東京都墨田区錦糸1-2-1

アルカセントラル15階

03(5819)2030
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JP(JA)

イグスの試験施設によって予測寿命計算を実現

イグリデュール 3Dプリント部品の試験


3Dプリントポリマーは、可動部では、従来の製造工程で作られた通常のプラスチックに比べて、最大80倍も長い製品寿命を特長としています。使い方によっては、金属よりも耐久性に優れています。


これは、夢物語なのでしょうか?いいえ、これは私たちの試験施設で実施した試験結果、またはお客様が立証してくれた数値なのです。計算、試験、実証:積層造形3Dプリント品の予測寿命は、何度も実施した比較実証試験結果に基づいて計算したものです。この試験結果は、当社の予測寿命計算ツール の基礎データとなります。これにより、数回のクリックで、3Dプリント部品の予測寿命を計算することができるようになりました。

3Dプリント製リニアガイドの比較

3Dプリント製リニアガイドの試験

ABSに比べて33分の1の摩耗量

3Dプリント製歯車の試験

3Dプリント製歯車の試験

通常の樹脂よりも最大80%優れた耐摩耗性

3Dプリンター製ブッシュの直動短ストローク試験

3Dプリンター製ブッシュの試験

ABSの300倍以上の長寿命

プリント製送りねじナットの試験

3Dプリント製送りねじナットの試験

ABSの最大18倍の耐久性

3Dプリント製すべり軸受の揺動試験

3Dプリント製すべり軸受の試験

PA12の最大50倍の耐摩耗性

回転ベアリングの摩擦係数と寿命試験

3Dプリント製ベアリングの回転試験

イグリデュールI3は長寿命、ABSは完全に破損


摩耗試験: 直動長ストローク

試験中の3Dプリント材質: 耐摩耗性ポリマー イグリデュールI3は、ABS材質を33倍上回る

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
  • 期間:3週間
軸材質:硬質クロムめっきアルミニウム
直動摩耗試験グラフ    Y= 摩耗量 [μm/km]

   X軸:
 試験材質

   1.ABS(FDM方式で作成)
     2.イグリデュール i180(FDM方式で作成)
     3.イグリデュール i3(SLS方式で作成)
     4.イグリデュール J(射出成形)
直動試験後のリニアブッシュの摩耗比較 試験結果:
このロングストローク試験の結果、イグリデュールI180(FDM方式で作成)は15倍低摩耗、さらにイグリデュールI3(SLS方式で作成)は33倍低摩耗を示しました。 耐摩耗性イグリデュール材質は非常に優れたトライボロジー特性により、ピックアンドプレース用XYガントリーなどのロングストローク用途や、3Dプリンター内のすべり軸受やスライド用途に最適です。

摩耗試験: 直動短ストローク

3Dプリンターで作成したすべり軸受のトライポロジー特性は、同等の射出成形品に匹敵

直動短ストローク摩耗試験 試験パラメータ:
  • 面圧:1MPa
  • 表面速度: 0.3 m/s
  • ストローク:5mm
  • 期間:1週間
軸材質:
■ CF53/1.1213:肌焼鋼
■ SUS304:ステンレス
3Dプリント製すべり軸受の直動時の摩耗試験      Y軸 = 摩耗量 [μm/km]
 
     
X軸:試験材質
 
     1.ABS (FDM方式で3Dプリント)
     2.イグリデュール J260 (FDM方式で3Dプリント)
     3.イグリデュール J260 (射出成形)
直動短ストローク摩耗試験 試験結果:
耐摩耗性ポリマー イグリデュールJ260製すべり軸受は、作成方法にかかわらず、同様に優れた摩耗率でした。射出成形で作成されたイグリデュールJ260製すべり軸受と3Dプリントで作成された同材質のすべり軸受は、同じ荷重及び表面速度下で試験されました。 
加えてこの試験では、標準的なABS材質と比較してイグリデュール3Dプリント材質は、その優れた摩擦特性のために、摩擦係数及び摩耗性が大幅に低いことを示しています。
3Dプリントされたすべり軸受のご使用の用途での寿命を計算してみましょう。無料のすべり軸受寿命予測計算ツールに必要なパラメータを入力するだけで、予測寿命が計算されます。

3Dプリンターで作成されたスライドポリマー製のベアリングは、3Dプリンターで作成されたその他樹脂製の部品よりも寿命がはるかに長く、少なくとも旋盤加工された部品と同等の低い摩耗係数を示すという点で魅力的。

試験パラメータ:
  • 面圧:1MPa
  • 表面速度:0.1 m/s
軸材質:
■ CF531.1213:肌焼鋼
■ SUS304:ステンレス
X軸:試験材質
 
1. イグリデュール I3 (SLS方式で3Dプリント)
2. イグリデュール I150 (FDM方式で3Dプリント)
3. イグリデュール I190 (FDM方式で3Dプリント)
4. PA12 (SLS方式で3Dプリント)
5. ABS (FDM方式で3Dプリント)
6. PA66 (射出成形)
7. POM (旋盤加工)
8. PA66 (旋盤加工)
3Dプリント用イグリデュールポリマーの試験 Y軸:磨耗率[mg/km] (磨耗率が低いほど寿命が長い)

摩耗試験: 揺動

イグリデュールポリマーにより最大50倍の耐摩耗性

旋回摩耗試験 試験パラメータ:
  • 面圧:20MPa
  • 表面速度: 0.01m/s
  • 揺動角度: 60°
  • 期間:4週間
軸材質: SUS304 ステンレス
旋回摩耗試験グラフ

     Y = 摩耗量 [µm/km

   X軸:試験材質

   1.PA12(SLS方式で作成)
   2. PA12 + ガラスボール(SLS方式で作成)
   3.イグリデュール i3(SLS方式で作成)
     4.iglidur W300(射出成形)
旋回摩耗試験でのすべり軸受の摩耗比較

試験結果:

旋回試験において、イグリデュール製フィラメントの摩擦特性は、標準的な3Dプリント材質(ABSなど)と比較した場合、50倍高い耐摩耗性を示しました。     耐摩耗性ポリマーは、すべり軸受およびその他部品のより長い耐用年数を確保します。
プリントされたイグリデュール ベアリングは、ご使用の用途においてどのくらい長持ちするでしょうか?無料のすべり軸受寿命予測計算ツールに必要事項を入力し、予測寿命を計算してみましょう。

旋回試験では、3Dプリンターで作られたスライドポリマー製のベアリングは、製造工程に関わらず、その他プラスチックに比べて数倍長寿命の結果。

試験パラメータ:
  • 面圧:2 MPa
  • 表面速度:0.01 m/s
  • 揺動角度: 60°
軸材質:
■ CF531.1213:肌焼鋼
■ SUS304:ステンレス
X軸:試験材質
 
1. イグリデュール I3 (SLS方式で3Dプリント)
2. イグリデュール I150 (FDM方式で3Dプリント)
3. イグリデュール I190 (FDM方式で3Dプリント)
4. PA12 (SLS方式で3Dプリント)
5. ABS (FDM方式で3Dプリント)
6. PA66 (射出成形)
7. POM (旋盤加工)
8. PA66 (旋盤加工)
3Dプリント用イグリデュールポリマーの試験 Y軸:磨耗率[mg/km] (磨耗率が低いほど寿命が長い)

摩耗試験: 揺動高荷重

トライポロジー特性において、射出成形品すべり軸受に匹敵する3Dプリント品すべり軸受

高荷重旋回摩耗試験

テストパラメータ:

  • 面圧: 10、20、45MPa 
  • 表面速度: 0.01m/s
  • 揺動角度: 60°
  • 時間: 1週間
高荷重旋回摩耗試験中の耐摩耗性ポリマー 試験結果:
この高荷重試験で、3Dプリント(SLS方式)で作られたすべり軸受は、最高面圧45MPaに耐えることが分かります。トライポロジー特性及び摩耗量が、射出成形で作られたすべり軸受と同じくらい優れていることを示しています。外径及び長さ20mmのすべり軸受にて、1,800kgの荷重条件で試験されました。試験結果は、耐摩耗性イグリデュール ポリマーで作成されたすべり軸受は、高荷重用途にも最適なことを表しています。 
 
3Dプリントで作成されたイグリデュール製すべり軸受のご使用の用途での正確な寿命を計算してみましょう。無料のすべり軸受寿命予測計算ツールに必要なパラメータを入力するだけで、オンラインで予測寿命が計算されます。 

摩耗試験:水中での揺動

3Dプリント用および射出成形用イグリデュール材質の水中での摩耗比較

水中での3Dプリント材の摩耗試験      Y軸:摩耗量 [µm/km]
試験結果:
この水中揺動試験では、 静電気放電対策用イグリデュールI8-ESD SLS材質から3Dプリントされたすべり軸受が、特に長寿命であることが示されました。つまり、この材質は、水中用に特別に開発されたイグリデュールUWおよびUW160射出成形材質のような用途にも同様に適しているということです。
イグリデュールJは、乾燥環境で使用されることが多いイグスの材料ですが、摩耗率が高くなる傾向があるため、水中での使用にはあまり適していません。

摩耗試験: 送りねじ駆動ナット

3Dプリント用イグリデュール材質: 耐摩耗性ポリマーは一般的な材質と比べて6倍~18倍高い耐久性

耐摩耗性ナット

テストパラメータ:

  • トルク: 129Nm
  • ストローク: 370mm
  • 速度: 290 [rpm]
  • 時間: 2週間
送りねじナット摩耗試験グラフ    Y= 摩耗量 [mg/km]

   
X軸:試験材質

   1ABS(FDM方式で作成)
     2.イグリデュール i180(FDM方式で作成)
     3.イグリデュール J260(FDM方式で作成)
     4.イグリデュール i3(SLS方式で作成)
     5.イグリデュール J(射出成型)
耐摩耗性ナット 試験結果:
この試験ではイグスの3Dプリント材質の耐摩耗性が既存の3Dプリント用材質と比較して6倍~18倍高いことが分かりました。
 3Dプリントで印刷される送りねじナットは、3Dプリントで直接ネジを形成できるためネジ切り加工の工具は不要です。そのため特に小ロット時の費用対効果に優れています。ネジはモデル内に構成されるだけで作成されます。
 

摩擦試験: 回転

耐摩耗性ポリマー イグリデュールと標準的なABS材質の比較 - イグリデュールのほうが低い摩擦係数

回転摩擦試験 試験パラメータ:
  • 面圧:1MPa
  • 表面速度: 0.1m/s
軸材質: S50C
回転摩擦試験グラフ      Y= 摩擦係数 [-]
     X= 運転時間 [h]


   1.PA12(SLS方式で作成)
   2.イグリデュール i3(SLS方式で作成)


 
摩耗試験: 回転摩擦係数 試験結果:
イグリデュールI3の摩擦特性は一般的な3Dプリント材に比べて約2倍優れた結果でした。   これはイグリデュール材質が、摩擦係数の低下と耐摩耗性の大幅な向上を実現する固体潤滑剤を含んでいるためです。摩擦係数が半分ということは必要駆動力も半分になるため、耐摩耗性ポリマー及びトライポロジー特性は駆動力の削減にも役立ちます。無料ですべり軸受の寿命予測計算ツールをご利用いただけます。3Dプリントで作成されたイグリデュール製ベアリングがご使用の用途でどのくらい長持ちするかを計算するために、要件を入力してください。 

摩耗試験: 回転

一般的な3Dプリントプラスチック材と比べたイグリデュール 3Dプリント材の摩耗係数

摩耗試験、回転 試験パラメータ:
  • 面圧:20MPa
  • 表面速度: 0.01m/s
軸材質:SUS304
3Dプリント製すべり軸受の回転摩耗試験      Y軸:摩耗量 [mg/km]
 
     X軸:試験材質
 
     1.ABS (FDM方式で3Dプリント)
     2.PA12 (SLS方式で3Dプリント)
     3.イグリデュール I180 (FDM方式で3Dプリント)
     4.イグリデュール J260 (FDM方式で3Dプリント)
     5.イグリデュール I3 (SLS方式で3Dプリント)
     6.イグリデュール W300 (射出成形)
磨耗試験: 回転摩耗試験 試験結果:
イグリデュールI180でプリントしたすべり軸受の摩耗量は、3Dプリントでよく使われるABS樹脂で同じ工程で製造したベアリングの摩耗量よりも 89.5%低いことが示されました。イグリデュールI3で製造したレーザー焼結ベアリングは、PA12で製造したレーザー焼結ベアリングに比べて摩耗量が94.87%減少しました。 耐摩耗性フィラメントであるイグリデュールJ260でプリントされたベアリングと、イグリデュールW300で射出成形したベアリングだけが、良い値を示しました。 
 
3Dプリントされたイグリデュール製ベアリングは、ご使用の用途でどのくらい長持ちするでしょうか?オンラインのすべり軸受寿命予測計算ツールに必要なパラメータを入力し、正確な予測寿命を計算してみましょう。 

摩耗試験では、3Dプリンターで作成されたスライドポリマーを使用したベアリングは、製造工程に関わらず、通常のプラスチックを使用したベアリングよりもはるかに優れた性能を発揮

試験パラメータ:
  • 面圧:1 MPa
  • 表面速度: 0.3 m/s
軸材質:
■ CF531.1213:肌焼鋼
■ SUS304:ステンレス
X軸:試験材質
 
1. イグリデュール I3 (SLS方式で3Dプリント)
2. イグリデュール I190 (FDM方式で3Dプリント)
3. PA12 (SLS方式で3Dプリント)
4. ABS (FDM方式で3Dプリント)
5. PA66 (射出成形)
6. POM (旋盤加工)
7. PA66 (旋盤加工)
3Dプリント用イグリデュールポリマーの試験 Y軸:磨耗率[mg/km] (磨耗率が低いほど寿命が長い)

摩耗試験:水中での回転

3Dプリント用および射出成形用イグリデュール材質の水中での摩耗比較

水中での3Dプリント材の摩耗試験      Y軸:摩耗量 [µm/km]
 
 
試験結果:
この水中揺動試験では、 静電気放電対策用イグリデュールI8-ESD SLS材質から3Dプリントされたすべり軸受が、特に長寿命であることが示されました。つまり、この材質は、水中用に特別に開発されたイグリデュールUWおよびUW160射出成形材質のような用途にも同様に適しているということです。
 イグリデュールJは、乾燥環境で使用されることが多いイグスの材料ですが、摩耗率が高くなる傾向があるため、水中での使用にはあまり適していません。

耐候性、耐紫外線性の試験

3Dプリント用イグリデュール材質、および射出成形の強度変化の比較

耐候性、耐紫外線性3Dプリント材質
Y軸:強度変化率
試験結果:SLS材質は、射出成形材質と同等の高い性能を示しました

試験片を2,000時間湿度と紫外線にさらした結果、レーザー焼結法(SLS)用イグリデュール材質は、最も一般的に使用される射出成形材質であるイグリデュール JおよびGと類似の強度変化を示したと試験で証明されました。SLS材質であるイグリデュール i8-ESDは、耐候性および耐紫外線性に最も優れています。この試験結果により、イグリデュール3Dプリント材質は耐候性および耐紫外線性において射出成形材質と同等の性能を有していることが明らかになりました。

歯車試験: ギヤが壊れるまでのサイクル数

3Dプリント製歯車の試験

テストパラメータ:
揺動 1440°:
n = 64rpm
M = 2.25Nm
z= 30
m= 1
b = 6mm

このテストでは、ギアがラックを駆動し、ギアが壊れるまでのサイクル数を記録します。イグリデュールの3Dプリント又はレーザー焼結で作られたギアは、POMの機械加工で作られたギアの2倍の耐久性がありました。
 
X軸:試験材質
 
1. イグリデュール I3 (プリント品)
2. イグリデュール I8-ESD (プリント品)
3. POM (フライス加工)
4. イグリデュール I6 (プリント品)
5. イグリデュール I190 (プリント品)
6. PLA (プリント品)
7. PETG (プリント品)
8. SLA 
3Dプリント製ギアの寿命試験 Y軸: ギアが壊れるまでのサイクル数
POM製ギアを除き、試験したすべてのギアはイグスのギアコンフィギュレータで作成したCADモデルを使用。

スライド特性を最適化したウォームギアは非常に長寿命

試験パラメータ:

  • トルク: 4.9Nm
  • 回転速度: 12rpm
  • 組合せ材: 硬質アルマイト処理アルミニウム
  • 期間: 2ヶ月
評価:
► POM(機械加工):621,000サイクル後に完全に破損
► イグリデュール I6(焼結): 100万サイクル後も低摩耗   

3Dプリンターで作られたトライポロジー特性に優れ低摩耗な樹脂パーツ

摩耗は可動部品において重要な側面です。 当社のイグリデュール材質のような耐摩耗性ポリマーは、摩耗を最小化し耐用年数を最大化します。 トライポロジー特性により、イグリデュール材質は低摩擦係数や低摩耗を必要とする箇所に最適です。  
 
当社の試験施設は3,800m²を有します。 業界最大規模の試験施設内の幅広い一連の試験のなかで、イグスは新しい可動部品用3Dプリント材質の研究開発をしています。 すべての材質は、摩耗及びメンテナンスを最小化するために、各試験シリーズ内でトライポロジー特性の試験を受けます。 それらは特に低摩擦で耐摩耗性に優れるため、無潤滑で低メンテナンスで使用できます。 イグリデュール ポリマーはトライポロジー特性に非常に優れ、樹脂部品の長寿命化を実現します。
当社の試験施設内では、DIN ISO 7148-2に基づき、3Dプリント品のトライポロジー特性を継続的に試験しています。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との回転試験で破損しました。 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に匹敵する耐摩耗性を示しました。 耐摩耗性プラスチックのおかげで、 イグリデュールI3及び最適化された歯形状の3Dプリント製ギアは、標準材質よりも長寿命を達成しました。
 
 


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