Sản xuất nhanh và kinh tế của các thành phần đặc biệt phức tạp

• Những gì cần thiết: Tàu lượn đặc biệt có hình dạng phức tạp
• Quy trình sản xuất: Thiêu kết bằng laser
• Yêu cầu: Tối ưu hóa trượt, tự bôi trơn, bền
• Vật liệu: iglidur i3
• Ngành công nghiệp: Ô tô
• Thành công thông qua hợp tác: tiết kiệm chi phí, sản xuất nhanh các loạt sản phẩm nhỏ. Linh kiện bền bỉ với hoạt động khô.

Những người lái xe không thể sử dụng chân có thể tăng tốc bằng tay trên vô lăng nhờ vòng bướm ga kỹ thuật số Darios. Được phát triển bởi Kempf tại Alsace, vòng bướm ga thanh lịch và kín đáo này mang đến sự thoải mái và an toàn khi lái xe và có thể tích hợp vào hầu hết các xe tự động. Để điều chỉnh vòng bướm ga cho vô lăng phẳng, các kỹ sư đã phải đối mặt với thách thức là cho phép vòng này trượt quanh góc. Năm 2019, công ty đã nhận được giải thưởng manus cho các giải pháp sáng tạo về vấn đề với vòng bi nhựa cho giải pháp của mình - các thanh trượt đặc biệt được làm từ nhựa in 3D iglidur i3 được tối ưu hóa cho trượt.

Với iglidur i3 SLS-plastic tự bôi trơn, dịch vụ in 3D từ igus có thể sản xuất các bộ phận đặc biệt phức tạp trong vòng 24 giờ. Các thành phần được in từ polyme trượt iglidur có đặc điểm là khả năng chống mài mòn cao và tuổi thọ có thể dự đoán được.

"Để sản xuất vòng bướm ga cho vô lăng phẳng, công ty thường yêu cầu các thanh trượt đặc biệt được kết nối di chuyển với nhau và trượt quanh góc" thông qua một vòng kim loại. Cần hơn 200 thành phần cho mỗi vô lăng. Cách duy nhất để thực hiện chuyển động này là chế tạo các thanh trượt đặc biệt có hình dạng phức tạp. Các thanh trượt này chứa nhiều vết cắt, khiến việc sản xuất bằng các quy trình sản xuất thông thường không chỉ khó khăn mà còn rất tốn kém. Vì các thiết bị hỗ trợ lái xe của Kempf đi kèm với chế độ bảo hành 30 năm, nên các thanh trượt đặc biệt phải cực kỳ bền và đáng tin cậy. Không thể bôi trơn các thành phần vì chúng được lắp cố định bên trong lớp da bọc của vòng ga.

Cấu trúc phức tạp và phần cắt của các tàu lượn đặc biệt chỉ có thể được sản xuất hiệu quả bằng cách sử dụng sản xuất bồi đắp. Với nhựa iglidur i3 hiệu suất cao được tối ưu hóa cho slide, Kempf đã tìm ra vật liệu lý tưởng để in các thành phần hoa văn. Các tàu lượn đặc biệt, được sản xuất trong vòng 24 giờ bằng quy trình thiêu kết laser, chạy trơn tru quanh góc mà không cần bôi trơn hoặc bảo trì. Mặc dù số lượng lớn hơn 10.000 chiếc cho mỗi đơn hàng, việc sản xuất các tàu lượn đặc biệt bằng cách sử dụng in 3D thậm chí còn chứng tỏ là rẻ hơn so với đúc phun do mức độ phức tạp cao.

"Vòng khí là sản phẩm tốt nhất trên thị trường về mặt chất lượng. Tay nghề là vô song và độ tin cậy của nó là không thể phá vỡ. Tôi đã lái xe tổng cộng 785.000 km cho đến nay mà không có bất kỳ vấn đề kỹ thuật nào. Đúng vậy, đó là 785.000 km và 19.625 vòng quanh trái đất."

Đây chỉ là một trong nhiều lời chứng thực nhiệt tình từ người dùng Darios. Không có gì ngạc nhiên khi Kempf cam kết chất lượng cao nhất và cung cấp cho khách hàng chế độ bảo hành 30 năm cho tất cả các thiết bị hỗ trợ lái xe.

KEMPF được thành lập vào năm 1955 bởi Hans Kempf, người bị tàn tật sau khi mắc bệnh bại liệt. Là một thợ máy nhiệt tình, ông đã phát minh ra vành bướm ga để có thể lái xe bằng cả hai tay trên vô lăng. Đến cuối đời vào năm 2002, ông đã cải tạo hơn 100.000 xe.

Hệ thống bướm ga tay do Kempf phát triển là hệ thống duy nhất có trên thị trường có thể thích ứng với tốc độ của xe: Ở tốc độ chậm, khả năng tăng tốc mượt mà, tiến triển và tiết kiệm; ở tốc độ cao, khả năng tăng tốc năng động để đảm bảo lái xe an toàn và các thao tác vượt xe nhanh chóng chính xác và dễ dàng. Tất cả các chức năng thông thường của vô lăng, chẳng hạn như khả năng điều chỉnh, túi khí và còi, đều được giữ nguyên. Bàn đạp cũng vẫn hoạt động - Darios có thể được tắt bằng công tắc để những người lái xe khác có thể vận hành xe theo cách thông thường.

Để tăng tốc, vòng được đẩy theo hướng của vô lăng. Điều này chỉ cần một lực rất nhỏ (khoảng 3 Newton). Khoảng cách giữa chế độ không tải và chế độ ga tối đa chỉ khoảng 18 mm. Khi vô lăng trượt trở lại vị trí thẳng sau khi vào cua, nắp xoay tự do cho phép tăng tốc chính xác khi ra khỏi cua, bất kể vị trí vô lăng. Cả hai tay đều có thể giữ trên vô lăng khi vận hành Darios, do đó, vòng ga cũng có thể được vận hành chỉ bằng một tay, ví dụ như để vận hành phanh đỗ xe bên phải bằng tay kia.

Được bọc bằng da mịn, vành bướm ga hòa hợp hài hòa với nội thất của xe, và người lái thậm chí có thể chọn màu da nếu muốn. Vì nhiều xe hiện nay có vô lăng dẹt, Darios 211 đã được phát triển. Vành bướm ga này dẹt, nhưng cũng có nắp xoay tự do. Nhưng làm thế nào để cung cấp một vành dẹt với nắp trượt?

Xu hướng mới về việc trang bị cho xe vô lăng dẹt thay vì tròn đã đặt ra cho các kỹ sư tại Kempf một thách thức lớn. Vì cả lý do kỹ thuật và thẩm mỹ, vô lăng dẹt đòi hỏi vành bướm ga cũng dẹt theo. Vành bướm ga không dễ thấy, được tích hợp vào xe như một vấn đề tất yếu, thực sự chứa một số chi tiết phức tạp. Việc trang bị cho vành bướm ga tròn một nắp trượt tương đối đơn giản. Việc cung cấp cho vành bướm ga dẹt một nắp xoay tự do như vành bướm ga tròn đòi hỏi một giải pháp phức tạp về mặt kỹ thuật.

Các nhà phát triển sản phẩm tại Kempf đã tìm ra giải pháp này khi hợp tác với nhóm in 3D tại igus. Darios 211 mới, vòng khí dẹt đầu tiên trên thế giới, sử dụng các thành phần được sản xuất bằng phương pháp bồi đắp được làm từ nhựa iglidur i3 được tối ưu hóa độ trượt. Vòng khí dẹt có hơn hai trăm thành phần được kết nối linh hoạt này. Chúng tạo thành một vòng trượt xung quanh lõi kim loại dẹt của vòng khí, cho phép vỏ trượt liền mạch. Kempf đã được trao giải thưởng manus đồng tại Hannover Messe 2019 cho giải pháp đặc biệt sáng tạo này.

Các kỹ sư quyết định sản xuất những chiếc tàu lượn đặc biệt phức tạp bằng cách sử dụng công nghệ in 3D, vì đúc phun rất phức tạp và do đó tốn kém do có nhiều vết cắt. Sản xuất bồi đắp hầu như không đặt ra bất kỳ hạn chế nào đối với các quy tắc thiết kế, điều này làm cho việc sản xuất các thành phần có hình dạng phức tạp trở nên đặc biệt tiết kiệm. Điều này cũng loại bỏ chi phí khuôn mẫu.

Một trong những lý do quan trọng nhất để chọn iglidur i3 làm vật liệu sản xuất tàu lượn đặc biệt là chất bôi trơn rắn có trong nó. Điều này loại bỏ nhu cầu bảo dưỡng các thành phần và tăng đáng kể tuổi thọ của chúng, vì hầu như không có bất kỳ sự mài mòn nào. iglidur i3 là bột SLS có thể được xử lý trên tất cả các máy thiêu kết laser thông thường. Bột được nung chảy từng lớp bằng tia laser, cho phép tạo ra sơ đồ chính xác của các cấu trúc tinh xảo. Tùy thuộc vào kích thước của thành phần, có thể sản xuất hàng nghìn chi tiết trong quy trình in mất khoảng 24 giờ. Khách hàng không chỉ được hưởng lợi từ việc tiết kiệm chi phí cao mà còn từ thời gian sản xuất và giao hàng cực nhanh. Một tính năng đặc biệt khác mà chỉ có thiêu kết laser mới có thể thực hiện được ở dạng này là in bao bì cho các bộ phận hoa văn trong cùng một quy trình in. Điều này giúp loại bỏ chi phí và công sức đóng gói cũng như nguy cơ các thành phần riêng lẻ bị mất hoặc hư hỏng.

iglidur i3 là loại nhựa in 3D được sử dụng thường xuyên nhất trong dịch vụ in 3D của igus. Ngoài các ứng dụng trượt khác nhau, nó còn chứng minh được sức mạnh của mình là loại nhựa tốt nhất hiện có trên thị trường dành cho bánh răng in 3D.