3D 프린팅으로 기어 교체 - 작은 변화, 큰 효과

필요한 것 트랙터 엔진용 교체 기어
제조 공정: 선택적 레이저 소결
요구사항: 높은 내마모성, 우수한 슬라이딩 특성, 우수한 기계적 특성
소재: 이글리듀어® i3
산업 분야 상용차
협력을 통한 성공: 기존 제조 공정에 비해 10배 이상 유리한 제조 비용, 복잡한 부품을 일체형으로 제조, 내마모성 향상

적용 사례 한눈에 보기:
igus® 청소팀은 살포 및 운반 작업과 같은 작업에 트랙터를 사용합니다. 얼마 후 트랙터 엔진의 시동 장치로 사용되는 기어가 너무 마모되어 트랙터가 더 이상 시동을 걸 수 없게 되었습니다. 제조업체는 교체품을 제공하지 않았고 트랙터는 계속 작동하지 못했습니다. 트랙터 없이 약 1년이 지나자 트랙터는 폐기될 예정이었습니다. 하지만 igus® 3D 프린팅 팀이 도착하기 직전에 마모되고 고장난 기어를 재현하여 단 몇 시간 만에 인쇄할 수 있었습니다. 일반 플라스틱으로 제작된 기존 기어보다 훨씬 뛰어난 슬라이딩 특성과 높은 내마모성을 갖춘 iglidur® i3로 제작된 기어 덕분에 트랙터는 이제 다시 안정적으로 작동하고 있습니다.

원래 제조업체로부터 예비 부품을 구하는 것은 생각만큼 쉽지 않은 경우가 많습니다. igus® 청소팀에서 현장 그라인딩 등 다양한 작업을 위해 사용하는 트랙터의 경우에도 제조업체에서 새 기어를 제공하지 못했습니다. 파손된 기어는 엔진의 대형 링 기어의 스타터 역할을 합니다. 엔진을 시동할 때마다 기어에 가해지는 하중이 일반 플라스틱으로 만들어진 부품에 비해 너무 커서 마모와 파손이 빠르게 시작되었습니다. 따라서 정밀하게 맞고 내마모성이 뛰어나며 미끄러지는 특성이 좋은 특수 기어가 필요했습니다.

3D 프린팅 팀은 이 문제를 해결하고 파손된 기어를 기반으로 원본의 도면을 제작할 수 있었습니다. 이 도면을 STEP 파일로 변환한 다음 iglidur® i3로 선택적 레이저 소결을 사용하여 인쇄했습니다. 개당 28유로인 공구 없는 3D 프린팅 비용은 300유로 이상의 비용이 드는 기계 제작에 비해 10배 이상 저렴했습니다. 내부에 스핀들 형상이 있는 기어의 특수한 모양은 적층 제조에 문제가 되지 않습니다. 또한 프린트된 기어는 소재의 높은 내마모성 덕분에 이전에 사용했던 기어보다 더 긴 수명을 보장합니다. 즉, 트랙터를 폐기하지 않고 완전한 작동 상태로 되돌릴 수 있습니다.

3D 프린팅의 가장 큰 장점 중 하나는 원하는 부품을 거의 무한대로 자유롭게 디자인할 수 있다는 점입니다. 한 번에 생산할 수 없는 금형은 거의 없습니다. 따라서 제조업체에서 더 이상 공급할 수 없거나 특수한 유형의 예비 부품을 생산할 때 3D 프린터는 올바른 선택입니다. 예비 부품은 소량만 필요한 경우가 많습니다. 이 경우에도 적층 공정을 사용하여 부품을 제조하는 것이 훨씬 저렴합니다. 공구가 필요 없고 자원을 절약할 수 있어 비용 효율적인 수량을 생산할 수 있습니다. 트랙터의 경우 기어가 하나만 필요했습니다. 기계식 생산에서는 300유로 이상의 비용이 들었지만 3D 프린팅에서는 28유로밖에 들지 않았습니다.

igus® 에서 기어를 인쇄할 수 있는 다양한 방법이 있습니다. 예를 들어, 설계 엔지니어는 igus® 기어 구성기를 사용하여 필요한 기어를 구성한 다음 igus® 에서 직접 주문할 수 있습니다. 정확한 작동 방식은 여기에서 설명합니다. 또는 기존 CAD 모델을 3D 프린팅 서비스에 업로드하고 적절한 igus® 재료 및 제조 공정으로 주문할 수 있습니다.

igus® 시험 연구소에서 다양한 부하 테스트가 수행됩니다. 모든 igus® 제품은 신뢰할 수 있고 의미 있는 온라인 도구를 만들기 위해 최선을 다하고 있습니다. 이러한 도구 중 하나는 기어 수명 계산기로, iglidur® i3 또는 iglidur® i8로 제작된 기어의 수명을 어플리케이션별 하중 데이터에 따라 계산할 수 있습니다. 이를 통해 소재가 용도에 적합한지, 기어가 고장 나기 전에 교체해야 하는 시기를 쉽게 확인할 수 있습니다.