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3D打印机生产的老式汽车备件

质量极佳的3D打印备件,用于老式汽车

  • 需求: 老式汽车速度计中的替换蜗轮
  • 制造方法: 使用激光烧结粉末选择性激光烧结
  • 要求: 耐用、 精准、价格低
  • 材料: iglidur I6
  • 行业: 汽车行业
  • 为客户带来成功: 极其精准,无磨损,生产过程快速高效,免润滑
为老式汽车寻找备件通常很困难,几乎是不可能完成的任务。备件采购是个大难题,尤其是对超跑和罕见车型而言。 Jörg Pühler博士拥有一辆1924年生产的Stanley 750B汽车,他想寻找速度计中里程表的备件。
原件已经由于磨损和前任车主对车辆的改装而报废。 易格斯在线3D打印服务提供了补救的方法:所需的带蜗轮和齿轮的轴通过打印快速生产,采用的材料是耐磨的iglidur I6激光烧结工程塑料。

iglidur I6详情
用于老式汽车的3D打印备件:蜗轮 金属蜗轮(旧)和由iglidur I6制成的3D打印工程塑料蜗轮(新)对比。 来源:Jörg Pühler博士

问题

Stewart Warner 速度计中,与输入轴上的蜗轮相啮合的第一个中间轴上的 齿轮不能正常工作。  小齿轮无法与蜗轮联动。 前任车主对速度计进行过改装,因此无法确定尺寸到底多大。 备件制造商进行了多次尝试,需要一种稳定、精度高并且适合长期使用的材料。  

解决方案

易格斯3D打印服务采用iglidur I6制造了一种功能完善的备件。采用激光烧结工艺进行生产既快速又经济高效,因此老式汽车车主可以轻松获得多种型号的组件,用于实际测试。 高性能工程塑料集成有固体润滑剂,因此组件无需润滑。投入使用 2000多英里之后仍然没有出现磨损的迹象。  


速度计里的蜗轮为什么会磨损?

1924年生产的Stanley 750B老式汽车的速度计无法正常工作,里程表有问题。 车主发现,故障是由位于第一个中间轴上的与输入轴的蜗轮相啮合的齿轮造成的。 由于磨损,小齿轮无法与蜗轮联动。
 
问题原因在于包含三部分的短距离里程表装置:刻度盘的轴向间隙约0.2毫米,并且没有弹簧垫圈把刻度盘分开。 有时,小传动齿轮会滑到刻度盘之间,妨碍计数装置工作。 一个稍微弯曲、厚0.1毫米的黄铜垫圈安装在侧面,能消除轴向间隙,从而防止出现堵塞。

老式汽车速度计 最初无法买到Stewart Warner的M-9型Chicago速度计的备件。来源:Jörg Pühler博士

获取适用备件的多次尝试

消除故障原因后,可以开始生产备件了。Pühler博士使用FreeCAD软件成功为所需组件创建了3D模型的CAD文件。通过易格斯3D打印服务下的第一个订单很快得到响应,成品备件几天后便送达。 
 
材料很稳定,即使是最小的细节也完美复刻。 轴与轴承完美契合,用于输出的蜗轮也很匹配。 但是,由于原来的小齿轮磨损得很厉害,所生产齿轮的预计尺寸太小了。 

带蜗轮和齿轮的轴 原件遭受了很严重的损坏,因此我们无法确定尺寸。 来源:Jörg Pühler博士

3D打印备件测试:它能通过耐久性测试吗?

CAD模型中只有一个参数需要更改,然后第二版很快发出用于打印了。 第二个样品也运行得很好,通过了短期的耐久性测试。 但它在低转速下会出现轻微的故障,所以必须生产齿轮模块和螺旋角度经过调整的第三版。 第三个样品运行良好,能正常联动。
 
增材制造的一大优势是可以快速轻松地进行更改。 通过数字模型的调整以及便捷的在线订购过程和快速的生产过程,对原型和备件的调整能够快速和经济高效地实施。
 
通过3D打印生产备件的难点通常在于创建合适的3D模型。网络上有很多关于创建CAD模型的教程和免费在线工具。 易格斯网站上也有很多免费CAD配置器,没有经验的用户可以用来配置齿轮、轴承、梯形丝杠螺母等。 不想自己做这些工作的人可以在针对生手和其他维修计划的网站上寻求3D打印备件设计方面的帮助。  

用于老式汽车3D打印备件的测试台 测试台——测试由iglidur I6制成的3D打印蜗轮,来源:Jörg Pühler博士

质量极佳的3D打印备件,用于老式汽车

在测试台上经过全面测试后,轴被安装到速度计中,然后速度计又装回到老式汽车中。 iglidur 6的一个重要优势是工程塑料中集成有固体润滑剂,因此,用户不用再润滑部件,即使联动零件由金属制成也无需润滑。 
 
投入使用2000多英里后,打印的蜗轮状况良好,没有显示出磨损迹象。图片中可以看到的轻微金属磨损痕迹来自于驱动蜗轮,是在测试的开始阶段产生的,但后续使用中并没有明显的变化。

利用耐磨工程塑料进行3D打印的更多信息
3D打印的蜗轮作为老式汽车中的备件 即使是2000英里之后,蜗轮也没有磨损迹象。 来源:Jörg Pühler博士