3D打印齿轮用于药品定时分配器驱动装置

简介

所需元件：分药单元中的复杂锥齿轮与驱动元件

制造工艺：选择性激光烧结（SLS）

性能要求：适配小安装空间、免维护、使用寿命超 5 年

所用材料：iglidur® i3（高性能工程塑料）

行业：医疗行业

合作成效：快速且低成本制造复杂元件、延长设备使用寿命、实现元件定制化设计以适配小空间

应用详情

药品分配器可按照预先设定的程序，在指定时间精准分配独立包装的药品。JDM 创新有限公司（JDM Innovation GmbH）需要为一款个人药品分配器的分离单元，研发一套包含锥齿轮与直线驱动器的驱动组件。该分配单元需依据预设的用药方案分发独立药袋，因此对核心元件提出了明确要求：需适配设备内部极小的安装空间、具备免维护特性，且使用寿命需超过 5 年。

然而，采用标准注塑成型齿轮的方案进展受阻。这类标准齿轮不仅需要耗时的一次性组装作业，还难以满足设备对安装空间和使用寿命的特殊需求，严重阻碍了分配单元的批量生产。最终，易格斯（igus®）的 3D 打印服务解决了这一难题 —— 技术团队根据安装空间的个性化需求，先通过 CAD 设计完成复杂锥齿轮与直线驱动器的模型构建，再利用选择性激光烧结工艺制造出实体元件，成品可直接安装使用。

值得一提的是，此次选用的 igus® 高性能塑料 iglidur® i3，为元件的长寿命提供了关键保障。截至目前，该分离单元与齿轮组件已应用于约 400 台药品分配器中，每台设备日均分配药品次数最高达 5 次。此前开展的耐用性测试中，元件成功通过了 25,000 次切割作业的严苛考验，性能稳定可靠。

iglidur® i3：打造耐用耐磨元件的核心材料

iglidur® i3 材料内置固体润滑剂，无需额外润滑且免维护，这一特性在对卫生条件要求极高的医疗场景中尤为重要。除卫生优势外，iglidur® i3 制成的元件还具备优异的耐磨性能 —— 易格斯自有实验室测试数据显示，其耐磨性是传统激光烧结材料的 3 至 30 倍。同时，该材料拥有极高的机械强度，非常适合制造正齿轮、锥齿轮、驱动螺母、特殊滑块及球面轴承等精密部件。

易格斯实验室对齿轮的专项测试也印证了其优势：由 iglidur® i3 制成的正齿轮，使用寿命是聚甲醛（POM）铣削塑料齿轮的 5 倍。

除此以外，作为 3D 打印齿轮领域的专业厂商，我们还提供在线工具，辅助用户的定制化齿轮设计。

⯈ 齿轮使用寿命计算器

问题描述

安装空间受限：药品分配器内部空间狭小，导致元件布局优化难度极大，标准注塑成型齿轮无法适配该空间需求。

驱动单元安装复杂：切割刀片的传输带需始终保持张紧状态，这一设计会对电动机驱动轴造成损伤，因此驱动元件的布局需打破常规。若采用标准齿轮，不仅需在元件性能上妥协，还需进行复杂的一次性组装，与批量生产的目标相悖。

长寿命要求严苛：核心元件需保证超过 5 年的使用寿命，传统材料与工艺难以满足这一需求。

解决方案

依托增材制造的设计自由度：利用 3D 打印技术的灵活性，可根据小空间安装需求精准定制元件结构，无需对设计进行妥协。通过选择性激光烧结工艺，采用 iglidur® i3 SLS 粉末制造的元件可直接安装测试，无需额外加工。

材料性能适配：iglidur® i3 SLS 粉末专为激光烧结工艺研发，具备卓越的摩擦学性能，其制成的元件使用寿命最高可达传统塑料元件的 30 倍，完美满足 5 年以上的使用需求。

缩短生产与交付周期：相比注塑成型工艺，3D 打印制造周期大幅缩短。常规项目中，元件交付时间通常为 2 至 3 天；针对紧急项目，易格斯可实现 24 小时内发货，为设备批量生产提供高效支持。

高效生产复杂几何结构

药品分配器分离单元中的锥齿轮组件需同时满足多重要求，小空间适配是核心挑战之一。设备内部通过传送带驱动滚刀运动，滚刀以 drylin® N 微型导轨作为直线导向机构，3D 打印制成的轴则通过金属板上的两个易格斯轴套进行导向。

若采用标准齿轮，不仅无法适配狭小空间，还会导致复杂的一次性组装，与批量生产计划冲突。而增材制造技术为这一难题提供了理想解决方案 —— 通过选择性激光烧结工艺，可轻松实现锥齿轮的定制化 CAD 设计与实体制造，让驱动单元在无需妥协的前提下完美嵌入分配器的小空间内。除元件的精准适配性外，易格斯高性能聚合物的耐用性也赢得了 JDM 创新有限公司的认可。