Peças sobresselentes impressas em 3D de excelente qualidade para carros vintage

• O que é que era necessário? Verme de substituição no velocímetro de um automóvel clássico
• Método de fabrico: Sinterização selectiva a laser com pó SLS
• Requisitos: Longa durabilidade, precisão, preço favorável
• Material: iglidur® i6
• Indústria: Indústria automóvel
• Sucesso através da cooperação: Alta precisão, sem abrasão, produção rápida e económica, sem lubrificação

A aplicação num relance:
Encontrar peças sobresselentes para carros antigos é normalmente difícil, se não mesmo impossível. É um problema conhecido e especialmente difícil para veículos exóticos e modelos raros. O Dr. Jörg Pühler, proprietário de um Stanley 750B construído em 1924, estava à procura de uma peça sobresselente para o contador de quilómetros do seu velocímetro.
A peça original tinha sido completamente arruinada devido ao desgaste e ao trabalho feito no carro pelo proprietário anterior. O serviço de impressão 3D online da igus® O eixo necessário com parafuso e engrenagem pôde ser impresso de forma económica e num curto espaço de tempo a partir do plástico SLS resistente à abrasão iglidur® i6.

No velocímetro da Stewart Warner, a engrenagem no primeiro eixo intermédio que engrena com o parafuso sem-fim no eixo de entrada já não estava a funcionar. O pinhão já não engatava na engrenagem sem-fim. Devido aos trabalhos efectuados no velocímetro pelo proprietário anterior, era impossível determinar as dimensões corretas. O fabrico de uma peça de substituição exigiu várias tentativas e um material que fosse estável, permitisse uma elevada precisão e fosse adequado para uma utilização contínua.

Com o serviço de impressão 3D da igus, uma peça de reposição totalmente funcional foi fabricada com iglidur i6. Graças ao fabrico rápido e económico com o método de sinterização a laser, foi muito simples para o proprietário do carro antigo testar várias variantes do componente na prática. Graças ao polímero de alto desempenho utilizado com lubrificantes sólidos incorporados, o componente já não precisa de ser lubrificado. Mesmo depois de ter sido utilizado durante mais de 2.000 quilómetros, não são detectados quaisquer sinais de desgaste.

O velocímetro de um carro de coleção Stanley 750B construído em 1924 já não funcionava - o contador de quilómetros estava defeituoso. O proprietário descobriu que a causa do defeito era a engrenagem dentada que se encontrava no primeiro eixo intermédio e que engrenava com o parafuso sem-fim no eixo de entrada. Devido ao desgaste, o pinhão já não engatava no sem-fim.

O problema era causado pelo contador de dias de três dígitos: Os discos tinham uma folga axial de cerca de 0,2 mm e não havia nenhuma anilha de mola para pressionar os discos um contra o outro. Ocasionalmente, uma pequena engrenagem de transmissão deslizava entre os discos e encravava o contador. Uma anilha de latão ligeiramente curvada, com 0,1 mm de espessura, colocada lateralmente, eliminou a folga axial, pelo que deixou de ocorrer o bloqueio.

Depois que a causa do defeito foi eliminada, foi possível começar a fabricar uma peça de reposição. Com a ajuda do software FreeCAD, o Dr. Pühler conseguiu criar um ficheiro CAD com um modelo 3D do componente que era necessário. A primeira encomenda através do serviço de impressão 3D da igus foi processada sem complicações e a peça sobresselente acabada foi recebida após apenas alguns dias.

O material era estável e até os mais pequenos detalhes foram reproduzidos na perfeição. O eixo encaixou imediatamente nos rolamentos e a engrenagem sem-fim para a saída foi encaixada com precisão. No entanto, verificou-se que o pinhão original tinha ficado tão desgastado que as dimensões estimadas da engrenagem eram demasiado pequenas.

Apenas um parâmetro do modelo CAD teve de ser alterado, após o que a segunda versão foi rapidamente enviada para impressão. O segundo exemplar também funcionou bastante bem e passou num curto teste de resistência. No entanto, como começou a apresentar um ligeiro mau funcionamento a baixas rotações, teve de ser feita uma terceira versão com um módulo de engrenagem dentada e um ângulo de hélice adaptados. O terceiro exemplar funcionou perfeitamente e engatou corretamente.

Uma grande vantagem do fabrico aditivo é o facto de as alterações poderem ser implementadas rapidamente e com pouco esforço. A adaptação do modelo digital e também o cómodo processo de encomenda online e a rapidez de fabrico tornam possível implementar adaptações de protótipos e peças sobresselentes de forma rápida e económica.

A dificuldade com o fabrico de peças sobresselentes através da impressão 3D é frequentemente a criação de um modelo 3D adequado. Na Internet, existem inúmeros tutoriais e ferramentas online gratuitas para a criação de modelos CAD. O site da igus® também oferece vários configuradores CAD gratuitos para utilizadores sem conhecimentos prévios, incluindo para engrenagens, rolamentos e porcas de rosca trapezoidal. Se não quiser fazer este trabalho sozinho, pode encontrar apoio para a conceção de peças sobresselentes impressas em 3D em oficinas abertas e outras iniciativas de reparação.

Depois de o eixo ter sido testado exaustivamente no equipamento de teste, foi montado no velocímetro, que, por sua vez, foi novamente instalado no carro antigo. Uma vantagem significativa do iglidur i6 é oferecida pelos lubrificantes sólidos incorporados no plástico, uma vez que é graças a eles que o utilizador não tem de lubrificar os componentes - mesmo que a parte que interage seja feita de metal.

Depois de ter sido utilizada durante mais de 2.000 quilómetros, a engrenagem sem-fim impressa continua em bom estado, sem quaisquer sinais evidentes de desgaste. Os ligeiros vestígios de abrasão metálica que se podem ver na imagem provêm do parafuso sem-fim de acionamento e foram causados na fase inicial do teste, mas não se alteraram visivelmente durante a utilização posterior.