3D-Druck-Adapterclips für verbesserte Gleiteigenschaften der igus Energieketten

• Was wurde benötigt: Gleitschuh-Adapterclips für Energieketten
• Herstellungsverfahren: selektives Lasersintern
• Anforderungen: hohe Abriebfestigkeit, hohe Lebensdauer, gute Gleiteigenschaften
• Material: iglidur i6
• Branche: igus Energieketten, Branchen mit abrasiven Umgebungsbedingungen
• Erfolg durch die Zusammenarbeit: Sehr schnell herstellbar, individuelle Formen werkzeuglos umsetzbar, Druck ab Stückzahl 1, deutlich reduzierte Kosten, unkomplizierter Bestellprozess

Die Anwendung auf einen Blick:
Es wurden Adapterclips entwickelt, die als Rampe dienen, um die Gleitschuhe zu entlasten und somit auch ihre Lebensdauer zu erhöhen. Für die Entwicklung dieser Adapterbauteile wurde der igus 3D-Druck-Service hinzugezogen, der die individuellen Bauteile schnell und unkompliziert herstellen konnte. Anhand der Prototypen konnten unterschiedliche Produkteigenschaften schnell getestet werden woraus sich eine kürzere Entwicklungszeit und geringere Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren ergaben. Letztlich kam der Hochleistungskunststoff iglidur i6 im selektiven Lasersintern zum Einsatz. Dieser ist abriebfest und hat gleichzeitig gute Gleiteigenschaften, die den Energieketten in abrasiven Umgebungsbedingungen zu Gute kommen.

Um die Lebensdauer der igus Energieketten zu erhöhen, wurden Gleitschuhe entwickelt, die nachträglich in das Modul eingebaut werden können. Allerdings entstand aus dieser Konstruktion ein Höhenunterschied am Übergang zwischen Gleitschiene und Gleitschuhen. Um diesen Höhenunterschied auszugleichen, wurde ein Adapterclip benötigt. Da die Ketten größtenteils in abrasiven Umgebungen eingesetzt werden, sollte eine hohe Lebensdauer, u.a. durch hohe Abriebfestigkeit und gute Gleiteigenschaften gegeben sein. Für die Entwicklungsphase der Bauteile sollten nur wenige Teile hergestellt werden, um Produkteigenschaften und -funktionen testen zu können, ohne vorher teure und aufwändige Spritzgusswerkzeuge bauen zu müssen.

Die Entwicklung des individuellen Adapterclips gestaltete sich als schnell und kosteneffizient, dank des 3D-Druck-Service von igus. Es ließen sich geringe Stückzahlen in kürzester Zeit herstellen, um die unterschiedlichen Produkteigenschaften zu testen und zu verbessern und im frühen Entwicklungsstadium reale Muster zu haben. Außerdem konnte so das Anwendungsverhalten beobachtet werden, ohne vorher Spritzgusswerkzeug bauen zu müssen. Durch die reduzierte Entwicklungszeit entstanden auch geringere Entwicklungskosten. Mit den individuellen Bauteilen aus iglidur i6 konnten gleichzeitig alle mechanischen Anforderungen, die in abrasiven Umgebungsbedingungen entstehen, an die Adapter erfüllt werden.

Einer der größten Vorteile der additiven Fertigung ist die werkzeuglose Herstellung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fertigungsverfahren, wie Fräsen oder Spritzguss, werden hierbei keine zusätzlichen Werkzeuge benötigt. Das ermöglicht den Druck geringer Stückzahlen und ist in der Entwicklungsphase äußerst hilfreich. Gleichzeitig entsteht kein Abfall bei der Herstellung, da das SLS-Pulver, das nach dem Druck übrigbleibt, wiederverwendet werden kann. Neben den geringeren Kosten sind auch schnelle Anpassungen und Verbesserungen des Drucks und des Materials möglich, wie auch in diesem Fall. Da pro Kette nur ein linker und ein rechter Adapterclip benötigt werden, bleibt die Gesamtstückzahl pro Bestellung gering. Deswegen verkürzt sich die Entwicklungszeit und die Entwicklungskosten halten sich gering. Auch die Haptik und das Aussehen konnten in kürzester Zeit beurteilt werden. Der unkomplizierte Bestellprozess beim 3D-Druck-Service war außerdem ausschlaggebend für die Bestellung der individuellen Teile.

In der Entwicklungsphase fiel die Entscheidung auf das eigens für das Lasersintern entwickelte Material iglidur i6. Die Bauteile aus dem Hochleistungspolymer weisen eine hohe Abriebfestigkeit auf und haben eine höhere Lebensdauer als gefräste Bauteile. Erste Tests an der Kette bestätigen diese Eigenschaften. Sobald sich nach den ersten Reibungen die Adapterclips „eingeschliffen“ haben, konnte kein weiterer Verschleiß festgestellt werden. Die integrierten Festschmierstoffe sorgen für gute Gleiteigenschaften und helfen dabei, der hohen Reibung im Übergang zwischen Gleitschuh und Gleitschiene standzuhalten. Laut Product Manager Christoph Koch ist die Qualität der 3D-gedruckten Adapterclips aus iglidur i6 vergleichbar mit den Bauteilen aus dem Spritzguss.
Für unauffälligere Bauteile an der Energiekette ist es möglich, Teile aus i6 nach Wunsch schwarz einzufärben oder die Adapter aus dem schwarzen SLS-Pulver iglidur i8-ESD zu fertigen.