Fabrico rápido e económico de peças especiais complexas

• O que era necessário: Planadores especiais com geometrias complexas
• Processo de fabrico: Sinterização a laser
• Requisitos: Optimizado para deslizamento, auto-lubrificante, durável
• Material: iglidur® i3
• Indústria: Automóvel
• Sucesso através da cooperação: produção rápida e económica de pequenas séries. Componentes duráveis com funcionamento a seco.

Os condutores que não podem usar as pernas podem acelerar com as mãos no volante graças ao anel de aceleração digital Darios. Desenvolvido pela Kempf na Alsácia, o anel do acelerador elegante e discreto oferece conforto e segurança durante a condução e pode ser integrado na maioria dos veículos automáticos. Para adaptar o anel do acelerador a volantes achatados, os engenheiros foram confrontados com o desafio de permitir que o anel deslizasse na curva. Em 2019, a empresa recebeu o prémio manus® para soluções inovadoras de problemas com rolamentos de plástico pela sua solução - os deslizadores especiais feitos de plástico de impressão 3D otimizado para deslizamento iglidur® i3.

Com o plástico SLS auto-lubrificante iglidur® i3, o serviço de impressão 3D da igus® pode produzir peças especiais complexas em 24 horas. Os componentes impressos a partir dos polímeros deslizantes iglidur® são caracterizados pela sua elevada resistência ao desgaste e vida útil previsível.

"Para a produção de anéis de aceleração para volantes achatados, a empresa necessita regularmente de deslizadores especiais que estão ligados de forma móvel uns aos outros e deslizam à volta do canto" através de um anel de metal. São necessários mais de 200 elementos por volante. A única forma de realizar este movimento é através da construção de corrediças especiais com uma geometria complexa. Estas corrediças contêm numerosos cortes inferiores, o que torna a produção através de processos de fabrico convencionais não só difícil, mas também muito dispendiosa. Uma vez que os auxiliares de condução da Kempf têm uma garantia de 30 anos, as corrediças especiais têm de ser extremamente duradouras e fiáveis. Não é possível lubrificar os componentes, uma vez que estes estão permanentemente instalados no interior da cobertura de couro do anel de gás.

As estruturas complexas e os cortes inferiores dos planadores especiais só podem ser produzidos de forma eficiente utilizando o fabrico aditivo. Com o plástico de alto desempenho optimizado para deslizamento iglidur® i3, a Kempf encontrou o material ideal para imprimir os elementos de filigrana. Os patins especiais, que são produzidos dentro de 24 horas usando o processo de sinterização a laser, funcionam suavemente em torno do canto sem lubrificação ou manutenção. Apesar da elevada quantidade de mais de 10.000 peças por encomenda, a produção dos patins especiais através da impressão 3D revelou-se ainda mais barata do que a moldagem por injeção devido ao elevado nível de complexidade.

"O anel de gás é o melhor produto do mercado em termos de qualidade. O acabamento é inigualável e a sua fiabilidade é ininterrupta. Até agora, percorri um total de 785.000 quilómetros sem qualquer problema técnico. Sim, são 785.000 quilómetros e 19.625 circunavegações da Terra."

Este é apenas um dos muitos testemunhos entusiásticos dos utilizadores do Darios. Não é de admirar, afinal, a Kempf está empenhada na mais alta qualidade e oferece aos seus clientes uma garantia de 30 anos para todos os auxiliares de condução.

A KEMPF foi fundada em 1955 por Hans Kempf, que ficou inválido depois de sofrer de poliomielite. Como mecânico entusiasta, inventou o anel do acelerador para poder conduzir com as duas mãos no volante. No final da sua vida, em 2002, já tinha convertido mais de 100.000 veículos.

O sistema de acelerador manual desenvolvido por Kempf é o único disponível no mercado que se adapta à velocidade do veículo: A baixas velocidades, a aceleração é suave, progressiva e económica; a altas velocidades, a aceleração é dinâmica para garantir uma condução segura e as manobras de ultrapassagem rápidas são precisas e fáceis. Todas as funções habituais do volante, como a regulação, o airbag e a buzina, são mantidas. Os pedais também se mantêm funcionais - o Darios pode ser desligado através de um interrutor para que outros condutores possam utilizar o veículo da forma habitual.

Para acelerar, o anel é empurrado na direção do volante. Isto requer apenas uma força muito pequena (aprox. 3 Newtons). O curso entre o ralenti e a aceleração total é de apenas cerca de 18 mm. Quando o volante desliza de volta para a posição de marcha à frente após uma curva, a cobertura de rotação livre permite uma aceleração precisa à saída da curva, independentemente da posição do volante. Ambas as mãos podem permanecer no volante quando se opera o Darios, pelo que o anel do acelerador também pode ser operado com apenas uma mão, por exemplo, para operar o travão de mão direito com a outra.

Revestido em pele fina, o anel do acelerador integra-se harmoniosamente no interior do veículo e os condutores podem até escolher a cor da pele, se assim o desejarem. Dado que muitos automóveis têm atualmente volantes achatados, foi desenvolvido o Darios 211. Este anel de gás é achatado, mas também tem uma cobertura de rotação livre. Mas como é que se pode fornecer um anel achatado com uma cobertura deslizante?

A nova tendência de equipar os veículos com volantes achatados em vez de redondos colocou um grande desafio aos engenheiros da Kempf. Por razões técnicas e estéticas, um volante achatado requer um anel do acelerador igualmente achatado. O discreto anel do acelerador, que é integrado no veículo de forma natural, contém na realidade uma série de pormenores elaborados. Equipar um anel do acelerador redondo com uma tampa deslizante é relativamente simples. Para equipar um anel do acelerador achatado com uma tampa que roda tão livremente como um anel redondo, foi necessária uma solução tecnicamente sofisticada.

Os criadores de produtos da Kempf encontraram esta solução em cooperação com a equipa de impressão 3D da igus®. O novo Darios 211, o primeiro anel de gás achatado do mundo, utiliza componentes fabricados aditivamente feitos a partir do plástico optimizado para deslizamento iglidur® i3. O anel de gás achatado tem mais de duzentos destes elementos ligados de forma flexível. Estes formam um anel deslizante à volta do núcleo metálico achatado do anel de gás, permitindo que o invólucro deslize sem problemas. A Kempf foi galardoada com o prémio bronze manus® na Hannover Messe 2019 por esta solução particularmente inovadora.

Os engenheiros decidiram fabricar os complexos planadores especiais utilizando a impressão 3D, uma vez que a moldagem por injeção era muito complicada e, por conseguinte, dispendiosa devido aos inúmeros cortes inferiores. O fabrico aditivo não impõe praticamente quaisquer restrições às regras de design, o que torna a produção de componentes com geometrias complexas particularmente económica. Isto também elimina os custos dos moldes.

Uma das razões mais importantes para selecionar o iglidur® i3 como o material para fabricar os planadores especiais foram os lubrificantes sólidos que contém. Isto elimina a necessidade de manutenção dos componentes e aumenta significativamente a sua vida útil, uma vez que quase não existe desgaste. iglidur® i3 é um pó SLS que pode ser processado em todas as máquinas de sinterização a laser convencionais. O pó é fundido camada a camada com um laser, o que permite o diagrama preciso de estruturas finas. Dependendo do tamanho do componente, podem ser produzidos vários milhares de peças num processo de impressão que demora cerca de 24 horas. Os clientes beneficiam não só da elevada poupança de custos, mas também da rapidez de produção e entrega imbatível. Outra caraterística especial que só a sinterização a laser torna possível nesta forma é a impressão de embalagens para as peças em filigrana no mesmo processo de impressão. Isto elimina os custos e o esforço de embalagem e o risco de os componentes individuais serem perdidos ou danificados.

iglidur® i3 é de longe o plástico de impressão 3D mais frequentemente utilizado no serviço de impressão 3D da igus®. Para além de várias aplicações de deslizamento, demonstra os seus pontos fortes como o melhor plástico atualmente disponível no mercado para engrenagens impressas em 3D.