Impresión en 3D de un engranaje: un recambio que lo cambia todo

Qué se necesitaba: Engranaje de repuesto para el motor de un tractor
Método de fabricación: Sinterización selectiva por láser
Requisitos: Alta resistencia al desgaste, buenas propiedades de deslizamiento, buenas propiedades mecánicas
Material: iglidur I3
Sector: Vehículos utilitarios
Beneficios para el cliente: Coste de fabricación 10 veces inferior al de la fabricación convencional, componente complejo de una sola pieza, mejor resistencia al desgaste

Breve descripción de la aplicación:
El equipo de limpieza de igus utiliza un tractor para las tareas de esparcimiento y transporte, por ejemplo. El engranaje que se utilizaba como arranque para el motor del tractor estaba tan desgastado que el tractor ya no podía arrancar. El fabricante no tenía piezas de repuesto, por lo que el tractor estaba fuera de servicio. Pasó un año y se decidió que el tractor sería desechado. Poco antes de que esto ocurriera, el equipo de impresión 3D intervino y consiguió rediseñar el engranaje desgastado y roto e imprimir uno en pocas horas. El engranaje iglidur I3, que tiene unas propiedades de deslizamiento mucho mejores y una mayor resistencia al desgaste que la pieza de plástico original, hace que el tractor vuelva a funcionar perfectamente.
 

El engranaje iglidur I3 de recambio es mucho más resistente al desgaste que el engranaje que había anteriormente

Problema

Obtener piezas de recambio del fabricante suele ser más difícil de lo que parece. Este fue el caso del tractor que el equipo de limpieza de igus utiliza para diversas operaciones, incluyendo el arenado alrededor de las instalaciones de la empresa. Su fabricante no pudo proporcionar una pieza de recambio. La tensión que soportaba el engranaje cada vez que se ponía en marcha el motor era demasiado elevada para el componente de plástico convencional, por lo que pronto se desgastó y se rompió. Por lo tanto, se necesitaba un engranaje especial que tuviera las mismas dimensiones y fuera resistente al desgaste, pero que contara con buenas características de deslizamiento.

Solución

El equipo de impresión 3D estudió el problema y consiguió hacer un plano del original utilizando el engranaje roto. Este plano se convirtió en un archivo STEP y la pieza se imprimió mediante sinterización selectiva por láser con iglidur I3. La pieza fabricada mediante impresión 3D, que no requiere ninguna herramienta, costó 28 €, lo que supone más de 10 veces menos que una fabricación mecánica, que habría costado más de 300 €. La forma especial del engranaje con la rosca en su interior no es un problema en la fabricación aditiva. Además, el engranaje impreso promete tener una mayor vida útil en comparación con el engranaje utilizado anteriormente, debido a la mayor resistencia a la abrasión del material. El tractor se salvó del desguace y pudo volver a utilizarse en toda su funcionalidad.

Impresión 3D para piezas de recambio especiales

Una de las grandes ventajas de la impresión 3D es la libertad casi infinita que ofrece para la forma de las piezas, ya que hay pocas geometrías que no puedan producirse de una sola vez. Esto significa que la impresión 3D es la opción adecuada si desea producir una pieza de recambio que ya no puede ser suministrada por el fabricante o que tiene una forma especial. A menudo, las piezas de recambio se necesitan en pequeñas cantidades. También en este caso, la fabricación aditiva es considerablemente más económica. Los resultados de la producción sin herramientas y con ahorro de recursos se reflejan en los precios por unidad. El tractor solo necesitaba una marcha. Con la fabricación mecánica, habría costado más de 300 €; impresa en 3D, costó 28 €.

El engranaje de recambio con la geometría de husillo en su interior se imprimió en unas pocas horas.

Configuración sencilla de los engranajes

igus ofrece varias opciones para imprimir sus engranajes. Por ejemplo, los ingenieros pueden configurar los engranajes que necesitan utilizando el configurador de engranajes de igus y luego pedirlos directamente a igus. Encontrará toda la información sobre el procedimiento aquí. También es posible cargar un modelo CAD existente en el servicio de impresión 3D y hacer que se imprima con el material y el proceso de fabricación adecuados de igus.
 

Configure sus engranajes fácilmente con el configurador de engranajes de igus

Cálculo de la vida útil de los engranajes

En el laboratorio de pruebas de igus se realizan pruebas con diferentes cargas. Todos los productos de igus son examinados de forma exhaustiva para garantizar que las herramientas online sean fiables y útiles. El calculador de la vida útil de los engranajes es una de ellas. Esta herramienta online permite determinar la vida útil de los engranajes iglidur I3 o iglidur I8 a partir de los datos de carga específicos de la aplicación. Esto facilita la comprobación de si el material es adecuado para la aplicación en cuestión, y permite ver cuándo debe sustituirse el engranaje antes de que se produzca un fallo.

Los resultados de todas las pruebas se tienen en cuenta en el cálculo de la vida útil para proporcionar una indicación precisa de la vida útil prevista de los engranajes.