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徐晓苓

+86 21 8036 6608
dry-tech® 轴承技术

冯紫慧

021-80366452
CN(ZH)

基于igus实验室测试的使用寿命计算

iglidur 3D打印组件经过广泛测试


使用工程塑料3D打印制成的移动部件的使用寿命比使用普通塑料采用常规制造工艺生产的部件长80倍,在某些应用中,它们甚至比金属部件更耐用。


这只是空想吗?不是,这是经igus测试实验室的数据证实和igus客户广泛认可的事实。使用寿命可在线计算且经测试和证实:关于iglidur 3D打印工程塑料使用寿命的所有声明和结论都经过大量对比测试证实。这些测试数据也是igus使用寿命计算器的基础,您可以使用计算器轻松在线计算打印部件的预期使用寿命。

3D打印直线轴承对比

测试中的3D打印直线轴承

磨损是ABS的33分之一

测试中的3D打印齿轮

测试中的3D打印齿轮

耐磨性比普通塑料强80%

短直线行程测试中的3D打印衬套

测试中的3D打印衬套

使用寿命是ABS的300多倍

打印驱动螺母已测试

测试中的3D打印丝杠螺母

耐久性经ABS高18倍

摆动测试中的3D打印滑动轴承

测试中的3D打印滑动轴承

耐磨性比PA12强50倍

旋转轴承的摩擦系数和使用寿命测试

旋转测试中的3D打印轴承

iglidur I3使用寿命长,ABS完全报废


磨损测试:连续直线运动

测试中的 3D 打印材料:耐磨工程塑料 iglidur® I3 超过 ABS 材料 33 倍

直线测试(长行程): 测试参数:
  • 表面压强:0.11 MPa
  • 表面速度:0.34m/s
  • 行程:370毫米
  • 测试时长:3周
轴材质:铝合金
直线磨损测试图      Y = 磨损率[μm/km]

     X轴:
 测试材料

     1. ABS(FDM 3D打印)
   2.iglidur i180(FDM 3D打印)
     3. iglidur i3(激光烧结)
     4. iglidur J(注塑成型)
测试后直线滑动轴承的磨损 测试结果:
长行程测试显示,iglidur I180(FDM)的磨损系数降低了 15 倍,iglidur I3(SLS)的磨损系数降低了 33 倍。 由于具有出色的摩擦特性,耐磨的 iglidur 材料非常适用于长行程应用,例如用于拣选放置应用的 X-Y 门架或 3D 打印机中的滑动轴承和滑动导条。

磨损测试:短期直线运动

3D 打印的滑动轴承的摩擦特性几乎与注塑成型的轴承相同

直线短行程磨损测试 测试参数:
  • 表面压强:1 MPa
  • 表面速度:0.3 m/s
  • 行程:5毫米
  • 持续时间:1周
轴材料:
■CF53/1.1213:硬化钢
■304 SS/AISI 304:不锈钢
3D打印滑动轴承的直线磨损测试    Y轴:磨损率[µm/km]
 
   
X轴: 材料测试
 
   1.ABS(FDM 3D打印)
   2.iglidur® J260(FDM 3D打印)
   3.iglidur® J260(注塑成型)
直线短行程磨损测试 测试结果:
耐磨工程塑料iglidur J260制成的滑动轴承,不论是通过3D打印还是注塑成型生产,都具有同样良好的磨损率。iglidur J260注塑成型滑动轴承和3D打印轴承在相同的负载和表面速度下测试过。 
这一测试也表明,我们的iglidur 3D打印材料有良好的摩擦特性,展现出了比标准ABS材料更低的摩擦系数和磨损程度
确定您的应用中的3D打印滑动轴承的使用寿命:只需在免费滑动轴承使用寿命计算器中输入必要的参数,即可计算使用寿命:

由3D打印滑动工程塑料制成的轴承很受欢迎,因为它们的使用寿命比由其他塑料3D打印制成的轴承长得多,并且具有和车削零件一样小的磨损系数。

测试参数:
  • 表面压强:1 MPa
  • 表面速度:0.1 m/s
轴材料:
■CF531.1213:硬化钢
■304 SS/AISI 304:不锈钢
X轴:材料测试
 
1. iglidur I3(激光烧结3D打印)
2. iglidur I150(FDM 3D打印)
3. iglidur I190(FDM 3D打印)
4. PA12(激光烧结3D打印)
5. ABS(FDM 3D打印)
6. PA66(注塑成型)
7. POM(车削)
8. PA66(车削)
用于3D打印的iglidur工程塑料测试 Y轴:磨损率[mg/km](磨损率越低,使用寿命越长)

摆动磨损测试

iglidur 工程塑料使耐磨性提高 50 倍

旋转磨损测试 测试参数:
  • 表面压强:20兆帕
  • 表面速度:0.01米/秒
  • 摆动角度60°
  • 持续时间:4 周
轴材料:304 SS
摆动磨损测试图

   Y=磨损率[µm/km

     X轴:测试材料

     1. PA12(激光烧结)
     2. PA12+玻璃滚珠(激光烧结)
     3. iglidur i3(激光烧结)
     4. iglidur W300(注塑成型)
摆动磨损测试中滑动轴承的磨损

测试结果:

旋转测试表明,具有出色摩擦特性的iglidur线材的  耐磨性 比 标准3D打印材料 (例如ABS等)高50倍。这也有助于延长滑动轴承和其他部件的使用寿命。
想知道iglidur打印轴承可以在您的应用中使用多久?只需在我们的免费滑动轴承使用寿命计算器中输入应用的相关数据即可在线确定轴承的使用寿命。

旋转测试中,不管采用哪种制造工艺,由3D打印的滑动工程塑料制成的轴承比其他塑料轴承的使用寿命都要长很多倍

测试参数:
  • 表面压强:2 MPa
  • 表面速度:0.01 m/s
  • 摆动角度60°
轴材料:
■CF531.1213:硬化钢
■304 SS/AISI 304:不锈钢
X轴:材料测试
 
1. iglidur I3(激光烧结3D打印)
2. iglidur I150(FDM 3D打印)
3. iglidur I190(FDM 3D打印)
4. PA12(激光烧结3D打印)
5. ABS(FDM 3D打印)
6. PA66(注塑成型)
7. POM(车削)
8. PA66(车削)
用于3D打印的iglidur工程塑料测试 Y轴:磨损率[mg/km](磨损率越低,使用寿命越长)

磨损测试:重载摆动

打印和注塑滑动轴承的摩擦特性比较

摆动重载磨损测试

测试参数:

  • 表面压强:10、20 和 45MPa  
  • 表面速度:0.01 米/秒
  • 摆动角度:60°
  • 持续时间:1 周
重载摆动磨损测试图

         Y轴:磨损率[µm/km]
       
         X轴: 材料测试
       
         1.iglidur I3(激光烧结3D打印)
         2.iglidur I180(FDM 3D打印)
         3.iglidur G(注塑成型)
         4.iglidur W300(注塑成型)

      摆动重载磨损测试中的耐磨工程塑料 测试结果:
      重载测试表明,3D打印滑动轴承(通过激光烧结打印方式生产)可承受高达45MPa的表面压强。而且其磨损和摩擦性能与注塑滑动轴承相当。测试中的3D打印滑动轴承的直径和长度均为20毫米,轴承上施加的负载为1800千克。测试结果表明,由耐磨iglidur工程塑料制成的滑动轴承也适用于重载应用。 
       
      确定由iglidur制成的3D打印滑动轴承在您的应用中的准确使用寿命:您只需在易格斯的免费滑动轴承使用寿命计算器中输入应用相关参数,即可在线计算使用寿命。 

      磨损测试:在水下摆动

      用于水下应用的3D打印iglidur材料和注塑成型iglidur材料的磨损率比较

      测试参数:
      • 表面压强:1MPa和2MPa
      • 表面速度:0.01米/秒
      • 温度:23 °C
      轴材质:304 SS

      X轴:测试材料

      1. iglidur i3(激光烧结)
      2. iglidur i8-ESD(激光烧结)
      3. iglidur J(注塑成型)
      4. iglidur UW(注塑成型)
      5. iglidur UW160(注塑成型)
      3D打印材料的水下磨损测试    Y轴:磨损率[µm/km]
      测试结果:
      水下摆动测试表明,由防静电的iglidur I8-ESD激光烧结材料3D打印而成的滑动轴承具有极长的使用寿命,这意味着它与iglidur UW和UW160注塑成型材料(专为水下应用而开发)一样也可用于水下等应用中。
      iglidur J是一种常用于干燥工况的易格斯材料,由于其磨损率很高,所以不太适合水下使用。

      磨损测试:驱动螺母

      3D 打印的 iglidur 材料:与标准材料相比,耐磨工程塑料的耐用性提高了 6 到 18 倍

      耐磨损驱动螺母

      测试参数:

      • 扭矩:129Nm
      • 行程:370 毫米
      • 速度:290 [rpm]
      • 持续时间:两周 
      驱动螺母磨损测试图      Y = 磨损率[mg/km]

           
      X轴:测试材料

           1. ABS(FDM 3D打印)
         2.iglidur i180(FDM 3D打印)
           3. iglidur J260(FDM 3D打印
           4. iglidur i3(激光烧结
           5. iglidur J(注塑成型)
      耐磨损驱动螺母 测试结果:
      测试结果表明,易格斯3D打印材料的耐磨性比传统材料高 6至18倍,具体取决于3D打印材料的类型和打印方式。
      3D打印驱动螺母具有成本优势,尤其是在数量较少的情况下,因为它可直接通过3D打印机生产,无需昂贵的螺纹切削工具。螺纹只需在模型中构造。
       

      摩擦测试:旋转

      耐磨工程塑料 iglidur 与标准 ABS 材料的比较——iglidur 的摩擦系数更低

      旋转摩擦测试 测试参数:
      • 表面压强:1 MPa
      • 表面速度:0.1米/秒
      轴材料:Cf53
      旋转摩擦测试图      Y = 摩擦系数[-]
           X = 持续时间[h]


           1. PA12(激光烧结)
           2. iglidur i3(激光烧结)


       
      测试中的磨损:旋转摩擦系数 测试结果:
      测试表明, iglidur I3的摩擦性能是标准3D打印材料的两倍。这是因为iglidur材料内含固体润滑剂,其摩擦系数因此降低,同时其耐磨性大大提高。工程塑料出色的耐磨性和摩擦性能对电机的设计有利,且可使所需的驱动力减半,因为摩擦减半。您可以通过我们的免费滑动轴承使用寿命计算器确定由iglidur制成的3D打印轴承在您的应用中的使用寿命——您只需输入应用的相关参数即可。 

      磨损测试:旋转

      iglidur 3D打印材料的磨损系数与普通3D打印塑料的磨损系数对比

      磨损测试,旋转 测试参数:
      • 表面压强:20兆帕
      • 表面速度:0.01米/秒
      轴材料:V2A
      3D打印滑动轴承的旋转磨损测试    Y轴:磨损率[mg/km]
       
         X轴:材料测试
       
         1.ABS(FDM 3D打印)
         2.PA12(激光烧结3D打印)
         3.iglidur I180(FDM 3D打印)
         4.iglidur J260(FDM 3D打印)
         5.iglidur I3(激光烧结3D打印)
         6.iglidur W300(注塑成型)
      磨损测试:旋转磨损测试 测试结果:
      由iglidur I180打印制成的滑动轴承的磨损程度比使用ABS塑料(常用于3D打印)采用相同工艺制成的轴承 低89.5%。由iglidur I3制成的激光烧结轴承的磨损程度比由PA12制成的激光烧结轴承 低94.87%。测试表现更佳的只有由iglidur J260特殊线材打印而成的轴承和由iglidur W300注塑成型的轴承 。
       
      想知道iglidur 3D打印轴承能在您的应用中使用多久?您只需在我们的滑动轴承使用寿命在线计算器中输入应用的相关参数即可精确计算出出轴承的使用寿命。 

      磨损测试中,不管采用哪种制造工艺,由3D打印滑动工程塑料制成的轴承都比由常规塑料制成的轴承具备更好的性能

      测试参数:
      • 表面压强:1 MPa
      • 表面速度:0.3 m/s
      轴材料:
      ■CF531.1213:硬化钢
      ■304 SS/AISI 304:不锈钢
      X轴:材料测试
       
      1. iglidur I3(激光烧结3D打印)
      2. iglidur I190(FDM 3D打印)
      3. PA12(激光烧结3D打印)
      4. ABS(FDM 3D打印)
      5. PA66(注塑成型)
      6. POM(车削)
      7. PA66(车削)
      用于3D打印的iglidur工程塑料测试 Y轴:磨损率[mg/km](磨损率越低,使用寿命越长)

      磨损测试:水下旋转

      用于水下应用的3D打印iglidur材料和注塑成型iglidur材料的磨损率比较

      测试参数:

      • 表面压强:1MPa和2MPa
      • 表面速度:0.3米/秒 
      • 温度:23 °C
      轴材质:304 SS

      X轴:测试材料

      1. iglidur i3(激光烧结)
      2. iglidur i8-ESD(激光烧结)
      3. iglidur J(注塑成型)
      4. iglidur UW(注塑成型)
      5. iglidur UW160(注塑成型)
      3D打印材料的水下磨损测试    Y轴:磨损率[µm/km]
       
       
      测试结果:
      水下摆动测试表明,由防静电的iglidur I8-ESD激光烧结材料3D打印而成的滑动轴承具有极长的使用寿命,这意味着它与iglidur UW和UW160注塑成型材料(专为水下应用而开发)一样,也可用于水下等应用中。
      iglidur J是一种常用于干燥工况的易格斯材料,由于其磨损率很高,所以不太适合水下使用。

      抗紫外线和耐候性测试

      iglidur 3D打印材料和注塑材料的强度变化对比

      测试参数:

      • ASTM G154周期:模拟天气影响和紫外线
      • 测试时长:2000个小时
      X轴:测试材料

      1. iglidur i8-ESD(激光烧结)
      2. iglidur i3(激光烧结)
      3. iglidur i6(激光烧结)
      4. iglidur J(注塑成型)
      5. iglidur G(注塑成型)
      3D打印材料的抗紫外线能力和耐候性
      Y轴:强度变化(以百分比表示)
      测试结果:激光烧结材料丝毫不逊色于注塑材料

      测试表明,当测试产品暴露在潮湿和紫外线环境下2000个小时后,iglidur激光烧结材料的强度变化与最常用的注塑材料iglidur J和G类似。其中,激光烧结材料iglidur i8-ESD的抗风化和抗紫外线能力最强。从结果中我们可以清晰地看到,iglidur 3D打印材料的抗紫外线能力和耐候性丝毫不逊于注塑材料。

      齿轮测试:一直循环直到齿轮断裂

      测试中的3D打印齿轮

      测试参数:
      旋转1440°:
      n=64rpm
      M=2.25Nm
      z=30
      m=1
      b=6mm

      在这一测试中,我们让齿轮驱动齿条,并记录下来齿轮断裂前完成的循环次数。结果表明,由iglidur 3D打印或激光烧结而成的齿轮的使用寿命是POM铣削齿轮的两倍。
       
      X轴:材料测试
       
      1.  iglidur I3(打印)
      2.  iglidur I8-ESD(打印)
      3. POM(铣削)
      4.  iglidur I6(打印)
      5.  iglidur I190(打印)
      6. PLA(打印)
      7. PETG(打印)
      8. SLA
      3D打印齿轮的使用寿命测试 Y轴:轮齿断裂之前的循环次数
      除了由POM制成的齿轮外,所有接受测试的齿轮在易格斯齿轮配置器中都有CAD模型。

      滑动性能经优化的蜗轮的使用寿命极长

      测试参数:

      • 扭矩:4,9Nm
      • 速度:12rpm
      • 搭配材料:硬质阳极氧化铝
      • 持续时间:2个月
      评估:
      ►POM(机加工):62.1万次循环后完全报废 
      ►iglidur I6(烧结):100万次循环 后 低磨损

      采用3D打印技术形成的低摩擦工程塑料零件

      磨损是运动应用中的重要因素。 工程塑料轴承,如我们的iglidur材料,是减少磨损和提高零件使用寿命的解决方案。 由于摩擦特性,iglidur材料非常适合于摩擦系数高、磨损小的所有应用领域。  
       
      igus 测试实验室占地 3,800m²。 igus 在业内最大的测试实验室中开展一系列广泛的测试,以研究和开发用于运动应用的新 3D 打印材料。 我们在不同的测试系列中对所有材料的摩擦特性进行测试,以最大程度地减少磨损和维护间隔。 它们具有极低的摩擦力和耐磨性,并确保耐磨性和低维护的运行。 iglidur 工程塑料具有非常好的摩擦特性,可确保工程塑料部件的使用寿命更长。
      在我们的测试实验室中,我们根据 DIN ISO 7148-2 持续测试 3D 打印零件的摩擦特性。该系列测试涵盖在不同轴材料上的直线、摆动和旋转运动。 使用我们的 iglidur® J260-PF打印线材,在所有测试中的摩擦值和磨损都很低,而标准 ABS 材料在不锈钢轴上的旋转测试中很快出现故障。 使用 iglidur 特殊线材打印的滑动轴承在所有测试装置上具有与标准的 iglidur 注塑成型零件相近的出色耐磨性能。 得益于耐磨塑料 iglidur I3 和优化的齿形,我们的 3D 打印齿轮具有比标准材料更长的使用寿命。 
       
       


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