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消防车水炮中的3D打印齿轮

法兰克福机场服务公司的现场消防队在美因河畔法兰克福机场提供消防安全服务。其机场消防车采用顶置式水炮,利用伺服电机改变喷嘴角度,由于喷水时角度也会发生变化,伺服电机的负载相当大。使用十年后,加农炮的齿轮磨损,必须修理安装在屋顶上的加农炮。为了修理机场消防车的屋顶加农炮,法兰克福机场服务全球公司的现场消防队需要能够承受高负荷的独立齿轮。

  • 需要什么: 用于维修机场消防车屋顶水炮中的伺服电机的弹性特殊齿轮
  • 制造方式: 激光烧结
  • 要求: 性价比高,弹性好
  • 材质:  iglidur I3
  • 行业: 多功能车
  • 客户的成功:齿轮能够应对高强度的压力,并用于修理额外的车辆。客户不必进行更换整个伺服电机所需的成本密集型工作。

问题

屋顶水炮伺服电机中使用的加工聚合物齿轮在使用十年后已经磨损,不得不更换。制造商建议更换整个伺服电机,但成本非常高。使用传统制造方法制造特殊齿轮通常不经济,并且由于几何形状复杂,并非总是可行。 

解决方案

Fraport AG 现场消防队的维护技术人员在 SLS 聚合物 iglidur I3 中找到了一个理想的解决方案:作为一种制造方法,3D 打印可以经济高效地快速生产单个和特殊部件。iglidur 聚合物专为机器中的苛刻应用而开发,含有固体润滑剂,使其更耐用并减少维护工作/支出。印刷的 iglidur 齿轮满足了预期,现在已用于机场的其他车辆。  

齿轮安装在屋顶安装的水炮中的伺服电机中,该电机改变喷嘴的角度

机场消防车顶置式水炮在喷水时必须应对密集压力

法兰克福机场是德国最大的机场。在国际上,它也是欧洲主要的客运和货运机场之一。拥有约 450 家公司的约 81,000 名员工,是德国最大的本地工作场所,也是经济重要的莱茵美因地区吸引其他公司的磁石。鉴于飞机、多功能车和私家车的高密度,机场消防队总有一些事情要做。为了遵守法律规定的响应时间,消防队必须能够在三分钟内到达停机坪上的任何地方。机场场地的三个消防站的人员和技术设备也相应重要。

 

机场内超过 115 辆消防车包括 14 辆灭火车。借助安装在屋顶的水炮,他们可以在一分钟内在 80 米的距离内喷洒至少 5,300 升水。因此,这些大炮伺服电机的负载非常高,因为它们通过改变喷嘴的角度来控制水射流的高度。  

由于在喷水的同时高度发生了变化,因此齿轮上的负载相当大

由 iglidur I3 制成的印刷齿轮:成功用于机场灭火车

伺服电机内置了两个由坚固塑料制成的特殊齿轮。使用十年后,它们已经磨损,因此需要对安装在屋顶上的水炮进行维护。车辆制造商建议维修技术人员更换整个伺服电机,但这会涉及高昂的成本。设计工程师没有更换原本功能齐全的完整伺服电机,而是决定尝试一种新方法:在互联网上进行研究后,他们发现了使用 igus 用 3D 打印方法制造的耐用齿轮的可能性,并决定进行测试耐磨的 iglidur I3 聚合物。对于齿轮的设计,使用了免费的在线齿轮 CAD 配置器,

 

使用 SLS 方法的制造时间不到 3 天,这意味着客户可以快速开始测试新齿轮。测试表明 iglidur I3 齿轮能够很好地承受施加在其上的高负载。然后,维修技术人员能够为其他车辆订购齿轮。他们对材料的质量和快速简单的服务感到非常满意,立即要求打印和测试一个额外的组件,用于控制机场消防车的气动门。这个印刷的应用程序也满足了要求,现在被法兰克福机场的消防队使用。

对于齿轮的 3D 打印,几何形状几乎没有任何限制。借助我们的3D 打印服务,可以在 1 到 3 天内经济高效地打印 1 到 10,000 个数量的齿轮。

为什么要打印由 iglidur I3 制成的齿轮?

专门为制造运动机器部件而开发的 iglidur 材料具有非常高的耐磨性和它们所包含的固体润滑剂。它们用于通过注塑成型、增材制造和棒料加工来生产部件。iglidur I3是作为聚合物粉末开发的,用于通过激光烧结方法制造零件,具有高耐磨性和强度的特点。这种材料无疑是 igus 3D 打印材料中无可争议的畅销产品。

 

由于其机械特性,iglidur I3 特别适用于正齿轮和斜锥齿轮以及所有其他齿轮形状。iglidur l6仅推荐用于 3D 打印蜗轮,因为这种聚合物是为增强滑动能力而开发的。根据输入的应用参数,由iglidur I3制成的印刷齿轮的使用寿命可以在齿轮使用寿命计算器中快速轻松地在线确定。与普通塑料齿轮相比,由iglidur I3制成的齿轮具有非常长的使用寿命,我们的测试实验室已经对其进行了测试和验证。  

 

3D 打印作为齿轮制造方法的一大优势是齿根几何形状的灵活性。可以优化齿根半径,提高齿轮的使用寿命。在机械制造的情况下,由于工具尺寸的原因,这种优化通常是不可能的。为了直接使用优化的齿根设计齿轮,我们推荐我们免费的 CAD 配置器

任何应用相关的问题请联系我
中国3D打印产品经理王世杰
王世杰 Quill Wang 3D打印产品经理
座机: 021-80366939
邮箱: qwang@igus.net
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