Peças delicadas para uma harmonia perfeita - impressas rapidamente e entregues

• O que era necessário: Componentes para a flange de martelo de um piano
• Método de produção:  Sinterização a laser seletiva com pó de sinterização a laser
• Requisitos  Peças de baixo atrito e resistentes ao desgaste que se encaixam com precisão
• Material:iglidur i3
• Indústria: Música
• Sucesso através da colaboração: Fabrico económico de peças funcionais personalizadas, melhor resistência à humidade e temperatura, elevada duração de vida

A aplicação:
Quando os pianos são construídos tradicionalmente, a maioria de suas partes são feitas de madeira. Para contrariar a suscetibilidade da madeira à humidade ou à temperatura, a Phoenix Pianos, liderada por Richard Dain, desenvolveu o sistema de martelos D3D. O mecanismo de martelo redesenhado, que é responsável pela criação do som, é feito quase exclusivamente de tecido de fibra de carbono e polímero. O polímero tribologicamente otimizado iglidur i3 de elevada performance foi utilizado para as partes móveis e fixas da flange do martelo. Os martelos sinterizados a laser permitem criar uma réplica precisa das peças originais, melhoram as propriedades do som, prolongam a duração de vida e reduzem os custos e os trabalhos de manutenção.

 

Flanges de martelo feitas de iglidur I3 com pino metálico

Problema

A madeira é o material de construção que tem sido central na construção de pianos tradicionais durante séculos. O mecanismo do martelo utilizado para bater as cordas do piano requer uma precisão especialmente grande e, portanto, uma manutenção regular. A susceptibilidade da madeira a altas temperaturas e humidade é uma das muitas razões pelas quais o chefe da Phoenix Pianos, uma empresa britânica, estava à procura de uma alternativa mais resistente. Mas quaisquer materiais alternativos devem satisfazer os requisitos existentes de peças delicadas que se encaixam no mecanismo com precisão e funcionam com pouco atrito. As peças estão também sujeitas a muitas esforços, o que causa desgaste.

Solução

Para a flange do martelo, que consiste numa parte móvel e uma parte fixa ao piano, a igus criou um protótipo utilizando processos aditivos. Em vez de madeira, as peças foram feitas com iglidur I3. É um polímero de sinterização a laser resistente ao desgaste com propriedades de deslizamento otimizadas e cumpre os requisitos de temperatura e humidade do construtor de pianos. Ao mesmo tempo, a impressão em 3D permite a produção rápida de peças idênticas. O reajuste, para evitar notas fora de tom pode ser reduzido ao mínimo. A cor do iglidur I3, que se assemelha à do marfim, completa as partes funcionais e impede que a deteção de peças de plástico numa construção clássica de pianos seja óbvia.

Construção de pianos tradicionais, componentes modernos

O mecanismo que o pianista utiliza para criar som no piano é, em princípio, um mecanismo simples. O interior do piano tem uma corda por tecla. Cada vez que se toca numa tecla de piano, ativa-se um mecanismo que faz com que um martelo preso a uma haste atinja a corda associada. Na construção tradicional de pianos, o material utilizado para as partes fixas deste mecanismo de martelos é madeira de choupo-branco. Mas a madeira é sensível às mudanças de temperatura e humidade, e isto afeta o som do piano. O piano deve, portanto, ser afinado e mantido regularmente. Para Richard Dain, que dirige a Phoenix Pianos, essa foi uma boa razão para refazer o mecanismo do martelo. Como engenheiro e pianista amador, estabeleceu o objetivo de substituir as partes de madeira sensíveis por materiais mais resistentes sem sacrificar a qualidade do som. Substituiu a haste do mecanismo do martelo por um tecido complexo de fibra de carbono que é muito forte, mantendo-se ao mesmo tempo leve. A uniformidade e o baixo peso permitem um desempenho de primeira classe e resistente ao clima. Para as restantes partes da flange do martelo, que consiste num elemento fixo e móvel, a Dain trabalhou com a equipa de impressão 3D da igus GmbH.

Gama vasta de material na igus

A colaboração de Richard Dain com a equipa de impressão 3D da igus GmbH resultou no sistema de martelo D3D, no qual cada peça de madeira é substituída por uma de polímero. A sinterização a laser permitiu a rápida criação e teste de um protótipo para a flange do martelo. A vantagem do procedimento é o nível de detalhe na forma dos componentes impressos. Aposta no iglidur I3, um polímero desenvolvido especificamente para a sinterização a laser. Os novos componentes do mecanismo do martelo em iglidur são especialmente resistentes ao desgaste e prometem um desempenho mecânico duradouro e consistente. Os componentes da flange estão ligados a um pino metálico que, em conjunto com os polímeros iglidur, apresentam um coeficiente de atrito especialmente baixo.
 
O sistema também provou a sua eficácia num teste prático: os pianistas comparam a mudança de um Modelo T Ford com um Ferrari. Após a familiarização inicial, são capazes de ter um melhor desempenho com menos esforço e estabelecer uma relação completamente nova com o instrumento.  

iglidur I3 - polímero impresso em 3D inovador para mecânica comprovada

O material de sinterização a laser iglidur I3 assegurou que os requisitos da nova flange do martelo fossem cumpridos, se não excedidos. A elevada resistência ao desgaste do polímero é concebida precisamente para aplicações deslizantes, e a estabilidade do material mantém os componentes firmes. As peças também encaixam perfeitamente e têm até 50 vezes a resistência ao desgaste de outros plásticos, assegurando um movimento mecânico consistente mesmo após milhares de cursos.
 
O iglidur I3 tem uma elevada robustez e resistência às alterações de humidade e temperatura. Dain diz ainda que pode durar mais tempo do que o piano em que está instalado. Uma vez que os polímeros iglidur são enriquecidos com lubrificantes sólidos, os componentes feitos a partir dos mesmos funcionam a seco e não necessitam de lubrificação ou manutenção. A cor do material, que se assemelha ao marfim, também se adequa com a estética geral do mecanismo do martelo.
 
O fabrico de peças personalizadas a partir do iglidur I3 demora apenas um a três dias e é económico mesmo para uma única unidade, uma vez que não há custos de ferramentas. O pedido é rápido e simples com o serviço de impressão 3D online: o modelo 3D pode ser carregado como um ficheiro STEP. O modelo e preços para cada material e o tempo de fabrico são exibidos imediatamente. A possibilidade de fabrico do componente no processo selecionado é verificada imediatamente e as potenciais áreas problemáticas são marcadas. As peças impressas podem ser alisadas, coloridas ou maquinadas conforme necessário.  

Richard Dain, Diretor da Phoenix Pianos