Impression 3D d'une roue dentée : une pièce de rechange qui change tout

Solution requise : roue dentée de rechange pour un moteur de tracteur
Mode de fabrication : frittage sélectif par laser
Exigences : grande résistance à l'usure, bonnes caractéristiques de glissement, bonnes caractéristiques mécaniques
Matériau : iglidur I3
Secteur : véhicules utilitaires
Bénéfice de la coopération : coût de fabrication 10 fois moins élevé qu'avec une méthode de fabrication conventionnelle, pièce complexe fabriquée d'un bloc, meilleure résistance à l'usure

Brève description de l'application :
L'équipe de nettoyage igus utilise un tracteur pour les tâches d'épandage et de transport par exemple. La roue dentée qui servait de démarreur au moteur du tracteur était tellement usée que le tracteur ne pouvait plus démarrer. Le fabricant n'avait pas de pièce de rechange et le tracteur était donc hors service. Un an s'écoula, et il fut décidé que le tracteur irait à la casse. Peu avant que cela se produise, l'équipe d'impression 3D est intervenue et est parvenue à refaire un plan de la roue dentée usée et cassée et à en imprimer une en quelques heures. Le tracteur fonctionne de nouveau à la perfection grâce à la roue dentée en iglidur I3 qui présente des caractéristiques de glissement nettement meilleures et une résistance à l'usure plus élevée que la pièce d'origine en plastique courant.
 

La roue dentée de rechange en iglidur I3 est nettement plus résistante à l'usure que la roue d'origine en plastique courant

Problème

Obtenir des pièces de rechange du fabricant est souvent plus difficile qu'il n'y paraît. C'est ce qui s'est produit pour le tracteur que l'équipe de nettoyage igus utilise pour différentes opérations, dont le sablage/salage sur le périmètre de l'entreprise. Son fabricant n'était pas en mesure de fournir une roue dentée de rechange. La roue dentée défectueuse sert de démarreur au moteur. La sollicitation exercée sur la roue dentée chaque fois que le moteur démarrait était top forte pour une pièce en plastique courant. Elle s'est vite usée et a fini par casser. Il fallait donc une roue dentée spéciale qui ait les mêmes dimensions et soit résistante à l'usure tout en ayant de bonnes caractéristiques de glissement.

Solution

L'équipe impression 3D s'est penchée sur le problème et est parvenue à faire un plan de l'original en se servant de la roue dentée cassée. Ce plan a été converti en un fichier STEP et la pièce a été imprimée par frittage sélectif par laser avec de l'iglidur I3. La pièce réalisée par impression 3D n'exigeant aucun outillage a coûté 28 €, soit plus de 10 fois moins qu'une fabrication mécanique qui aurait coûté plus de 300 €. La forme spéciale de la roue dentée avec un filet à l'intérieur ne pose pas problème en fabrication additive. De plus, la roue dentée imprimée promet d'avoir une durée de vie plus longue que la pièce d'origine grâce à la grande résistance à l'usure du matériau. La casse a ainsi été épargnée au tracteur, qui est de nouveau en parfait état de marche.

L'impression 3D pour pièces de rechange spéciales

L'un des grands avantages de l'impression 3D réside dans la liberté quasi infinie qu'elle offre pour la forme des pièces. Il y a peu de formes qui ne peuvent pas être réalisées en une seule opération. C'est donc l'impression 3D qui s'impose dès lors que l'on veut fabriquer une pièce de rechange qui ne peut plus être livrée par son fabricant ou qui a une forme particulière. Souvent, les pièces de rechange sont requises en petites quantités. Dans ce cas aussi, la fabrication additive est nettement plus économique. L'absence d'outillages et une fabrication soucieuse des ressources se répercutent sur les prix unitaires. Le tracteur avait besoin d'une seule roue dentée. Elle aurait coûté plus de 300 € si elle avait été fabriquée par un procédé mécanique. Son impression n'a coûté que 28 €.

La roue dentée de rechange avec filet à l'intérieur a été imprimée en quelques heures

Configurez vos roues dentées vous-même avec le configurateur de roues dentées, c'est simple !

Configuration simple de roues dentées

igus vous offre plusieurs options pour l'impression de vos roues dentées. Les ingénieurs peuvent par exemple configurer les roues dentées dont ils ont besoin à l'aide du configurateur de roues dentées igus et les commander ensuite directement à igus. Nous vous expliquons la marche à suivre ici. Il est également possible de charger un modèle CAO existant dans le service impression 3D et de le faire imprimer avec le matériau igus et le procédé de fabrication adaptés.
 

Calcul de la durée de vie des roues dentées

Le laboratoire de tests igus effectue des essais avec différentes sollicitations. Tous les produits igus sont ainsi passés au crible afin que les outils en ligne soient fiables et utiles. L'outil de calcul de la durée de vie des roues dentées est l'un de ces outils. Il permet de calculer la durée de vie des roues dentées en iglidur I3 ou en iglidur I8 sur la base des données de sollicitation propres à l'application. Il est ainsi possible de vérifier facilement si le matériau convient à l'application en question et de voir quand la roue dentée devrait être échangée avant qu'une défaillance se produise.

Les résultats de tous les tests sont pris en compte par le calcul de la durée de vie afin de fournir une indication précise sur la durée de vie probable des roues dentées.