Piezas delicadas para una armonía perfecta: impresión y entrega rápidas

• Qué se necesitaba: Piezas para las bridas de los martillos de un piano
• Método de fabricación: Sinterización selectiva por láser con polvo SLS
• Requisitos: Piezas precisas, resistentes al desgaste y de baja fricción
• Material: iglidur I3
• Sector: Sector de la música
• Beneficios para el cliente: Producción rentable de piezas funcionales a medida, resistencia a la humedad y a la intemperie, larga vida útil

Breve descripción de la aplicación:
La mayoría de las piezas de los pianos tradicionales son de madera. Sin embargo, la madera es sensible a la humedad y a los cambios de temperatura. Para contrarrestar la susceptibilidad de este material, Phoenix Pianos desarrolló el sistema de martillos D3D bajo la dirección de Richard Dain. La mecánica con sus martillos, que asegura la generación del sonido, utiliza casi exclusivamente fibra de carbono y polímeros en la nueva versión. Las piezas móviles y fijas de la brida del martillo estaban hechas de iglidur I3, un polímero de alto rendimiento tribológicamente optimizado. Los martillos, fabricados mediante sinterización láser para reproducir con precisión las piezas originales, mejoran la calidad del sonido, aumentan la vida útil y reducen las necesidades de mantenimiento.

 

Bridas de martillo hechas de iglidur I3 con pasador metálico

Problema

La madera es el material de construcción por excelencia en la producción tradicional de pianos durante siglos. El mecanismo del martillo utilizado para golpear las cuerdas del piano requiere una precisión extrema y, por tanto, un gran mantenimiento. La susceptibilidad de la madera a las altas temperaturas y la humedad es una de las muchas razones por las que el responsable de la empresa británica Phoenix Pianos buscaba una alternativa más resistente. Pero cualquier material alternativo debe cumplir los requisitos de piezas delicadas que encajen en el mecanismo con precisión y funcionen con poca fricción. Además, las piezas están sometidas a un gran número de hendiduras de la llave, lo que provoca su desgaste.

Solución

Para la brida del martillo, que consta de una parte móvil y otra fija al piano, igus creó un prototipo mediante procedimientos aditivos. En lugar de madera, se utilizó iglidur I3 para las piezas. Se trata de un plástico de sinterización láser resistente al desgaste con propiedades de deslizamiento optimizadas y que cumple los requisitos de temperatura y humedad de la producción de pianos. Al mismo tiempo, la impresión 3D permite la producción rápida de piezas idénticas. El reajuste regular para evitar las notas desafinadas puede reducirse al mínimo. El color de iglidur I3, que se asemeja al del marfil, redondea las partes funcionales y evita que se note el hecho de que se ha utilizado plástico en la construcción de pianos clásicos.

Producción tradicional de pianos con componentes modernos

El mecanismo que utiliza el pianista para crear sonido en el piano es, en principio, sencillo. El interior del piano tiene una cuerda por tecla. Cada vez que se pulsa una tecla del piano se activa un mecanismo que hace que un martillo unido a un mango golpee la cuerda asociada. En la construcción tradicional de pianos, el material utilizado para las partes fijas de este mecanismo de martillos es el carpe. Pero la madera es sensible a los cambios de temperatura y humedad, y esto afecta al sonido del piano. Por lo tanto, el piano debe afinarse y someterse a procesos de mantenimiento regularmente. Para Richard Dain, CEO de Phoenix Pianos, esa era una buena razón para rehacer el mecanismo del martillo. Como ingeniero y pianista aficionado, se propuso sustituir las sensibles piezas de madera por materiales más resistentes sin sacrificar la calidad del sonido. Sustituyó el mango del mecanismo del martillo por un complejo tejido de fibra de carbono que es muy resistente a la vez que ligero. La uniformidad y el bajo peso permiten un rendimiento y resistencia al clima de primera clase. Para el resto de las partes de la brida del martillo, que consta de un elemento fijo y otro móvil, Dain trabajó con el equipo de impresión 3D de igus GmbH.

Gran selección de materiales en igus

La colaboración de Richard Dain con el equipo de impresión 3D de igus GmbH dio como resultado el sistema de martillos D3D, en el que cada pieza de madera se sustituye por una de plástico. El sinterizado por láser permitió crear y probar rápidamente un prototipo de la brida del martillo. La ventaja del procedimiento es el nivel de detalle en la forma de los componentes impresos. Dain se decantó rápidamente por el iglidur I3, un plástico desarrollado específicamente para el sinterizado por láser. Los nuevos componentes del mecanismo del martillo iglidur son especialmente resistentes al desgaste y prometen un rendimiento mecánico duradero y constante. Los componentes de la brida están conectados a un pasador metálico que, junto con los plásticos de iglidur, presenta un coeficiente de fricción especialmente bajo.
 
El sistema también demostró su eficacia en una prueba práctica: los pianistas comparan el cambio con pasar de un Ford T a un Ferrari. Tras la familiarización inicial, son capaces de rendir mejor con menos esfuerzo y establecer una relación completamente nueva con el instrumento.  

iglidur I3: innovador plástico impreso en 3D para una mecánica probada

El material de sinterización láser iglidur I3 garantizó que los requisitos de la nueva brida de martillo se cumplieran, si no se superaban. La alta resistencia al desgaste del plástico está diseñada precisamente para aplicaciones de deslizamiento, y la estabilidad del material mantiene la firmeza de los componentes. Además, las piezas encajan perfectamente y tienen una resistencia al desgaste hasta 50 veces superior a la de otros plásticos, lo que garantiza un movimiento mecánico constante incluso después de miles de golpes.
 
iglidur I3 presenta una gran solidez y resistencia a los cambios de humedad y temperatura, y Dain afirma que podría durar más que el piano en el que se instala. Dado que los plásticos iglidur están enriquecidos con lubricantes sólidos, los componentes fabricados con ellos funcionan en seco y no requieren lubricación ni mantenimiento El color del material, que se asemeja al marfil, también favorece la estética general del mecanismo del martillo.
 
La fabricación de piezas personalizadas de iglidur I3 solo lleva de uno a tres días y es económica incluso para una sola unidad, ya que no hay costes de herramientas ni de retrabajo. Hacer el pedido es rápido y sencillo con el servicio de impresión 3D online: el modelo 3D de la pieza necesaria puede cargarse a través de la ventana del navegador como archivo STEP. El modelo, el precio y la graduación del precio de cada material y el tiempo de fabricación se muestran inmediatamente. La fabricabilidad del componente en el proceso seleccionado se comprueba inmediatamente y se marcan las posibles áreas problemáticas. Las piezas impresas se pueden alisar, teñir o mecanizar según sea necesario.  

Richard Dain, CEO de Phoenix Pianos