전기 저전거에 사용되는 3D 프린팅 체인 스프로켓

• 필요한 것: 플라스틱 피니언
• 제조 공정: 선택적 레이저 소결
• 요구사항: 높은 내마모성, 우수한 슬라이딩 특성, 높은 서비스 수명
• 재질: iglidur® i3
• 산업 분야: 자전거 산업
• 협력을 통한 성공: 온라인 3D 프린팅 서비스에서 부품의 빠른 구성, 금속보다 조용한 작동 소음

애플리케이션 한눈에 보기:
전기 자전거는 점점 더 가볍고 매우 조용해지고 있습니다. 라이딩 중에는 모터 소음이 거의 느껴지지 않을 정도입니다. 하지만 라이히쇼프의 라르스 하트만과 같은 수완 좋은 발명가들은 이에 만족하지 않습니다. 자전거 체인의 과도한 배경 소음이 그의 눈에 가시처럼 보였기 때문입니다. 금속 스프라켓은 체인이 프레임과 충돌하는 것을 방지하는 가이드 풀리 역할을 했지만, 주행 시 엄청난 소음을 발생시켰죠. 해결책을 찾던 중 그는 무역 박람회에서 알게 된 이구스(®)의 서비스를 떠올렸습니다: 3D 프린터로 맞춤형 부품을 비용 효율적으로 제작할 수 있는 3D 프린팅 서비스였습니다.

전기 자전거의 표준 금속 체인 휠은 주행 시 매우 큰 소음을 냈습니다. 체인 휠은 체인이 프레임에 닿지 않도록 편향 풀리 역할을 하는 것이었습니다. 마찰 소음으로 인해 전기 자전거는 트랙터처럼 느껴졌습니다. 따라서 라르스 하트만은 금속 스프라켓과 동일한 주행 특성을 가지면서도 훨씬 더 조용한 소재를 찾기 시작했습니다. 이 소재의 다른 요구 사항은 우수한 슬라이딩 특성과 긴 사용 수명, 그리고 금속과 결합하여 높은 내마모성이었습니다.

교반, 분산 및 미세 연삭 시스템 제조업체인 VMA Getzmann GmbH의 업무의 일환으로 igus의 3D 프린팅 서비스(®)를 사용하여 제조한 기계 부품을 테스트했습니다. 결과는 매우 좋았기 때문에 Lars Hartmann은 자신의 전기 자전거에 프린팅된 부품을 고려하기도 했습니다. 애호가를 위한 완벽한 솔루션: "표준 금속 스프라켓은 주행 시 소음이 심했습니다. 우리는 이를 도면화하여 igus® 에서 iglidur® i3로 프린팅했습니다. 과정은 빠르고 쉬웠습니다. 3D 프린팅 서비스를 이용해 관련 데이터를 업로드하고 소재를 선택한 후 수량을 주문했습니다." 이 스프라켓은 몇 달 동안 두 바퀴에 사용되었고, 소음이 현저히 줄어들었다고 하트만은 만족스럽게 말합니다.

사용된 iglidur® i3 소재는 당연히 산업용 및 시리즈 용도로도 적합합니다. 이 소재는 우수한 마모 값과 높은 강도를 자랑하며 선택적 레이저 소결(SLS)을 통해 가공됩니다.

특히 높은 내마모성 요구 사항과 긴 서비스 수명을 위해 igus® 는 iglidur® i6 소재도 개발했습니다. 이 고성능 플라스틱은 테스트에서 POM 및 PBT와 같은 일반적인 재료로 만든 밀링 기어를 능가했습니다. 토크가 5Nm, 12rpm인 웜 휠을 테스트했습니다. 100만 사이클(테스트 취소) 후에도 레이저 소결 소재인 iglidur® i6로 만든 기어는 약간의 마모만 보였고 여전히 완벽하게 작동했습니다. 이는 밀링 기어보다 월등히 뛰어난 성능으로, POM으로 만든 기어는 621,000 사이클 만에 총 마모가 나타났고, PBT로 만든 밀링 기어는 155,000 사이클 만에 파손되었습니다. 또한 레이저 소결 소재인 PA12로 만든 기어도 테스트에 포함되었습니다. 그러나 높은 마찰 계수로 인해 521 사이클 만에 고장났습니다.

동시에 디자이너는 또한 igus® Zahnradkonfigurator. 이를 통해 특수 치수에서도 맞춤형 스프라켓이나 체인 휠을 구성할 수 있습니다. 사용자는 몇 단계만 거치면 기어에 대한 데이터(톱니 모듈, 톱니 수, 폭, 내경 등)를 입력하기만 하면 됩니다. 그러면 3D 모델이 자동으로 생성되며, 이 모델은 STEP 파일로 내보낼 수 있습니다. 이 파일을 igus® 3D 프린팅 서비스에 업로드하면 구성한 기어를 내구성이 뛰어난 SLS 소재인 iglidur® i6 기어용으로 바로 주문할 수 있습니다. 사용자는 마우스 클릭 한 번으로 최소 주문 수량 없이 기어를 주문하거나 견적을 요청할 수 있습니다. 맞춤형 부품은 단 3일 이내에 배송 준비가 완료됩니다.