技術提升，成本降低 - 利用 3D 列印和 print2mold 降低滑動軸承的單位成本並延長其使用壽命

• **需要什麼？**具有特殊幾何形狀的滑動軸承
• **製造過程：**選擇性雷射燒結& print2mold
• **需求：**與配套鋁材具有良好的滑動性能，高速時具有高耐磨性，複雜的幾何形狀
• **材料：**igliduri3 (SLS) & iglidurJ2 (p2m)
• **產業：**垃圾分離廠
• **透過合作取得成功：**重負荷下的高使用壽命、大幅降低單位成本、高設計自由度

應用一覽：
芬蘭公司 ZenRobotics 生產工業用、AI 控制的廢棄物分類系統，可確保全球範圍內自動、高品質、快速且安全的廢棄物分類。根據不同的環境，系統的使用條件非常苛刻 - 垃圾中的灰塵和其他有趣的意外是每天的工作重點。儘管如此，系統仍必須能夠快速、可靠地分類廢棄物。對於新的"FastPicker" 系統，我們需要能夠承受軸向加速時產生的高扭力的滑動軸承。 開發人員想出了 3D 打印的滑動軸承，這些軸承安裝在鋁軸上，鋁軸上有防止旋轉的溝槽輪廓。滑動軸承可承受 3m/s 的線性速度，並具有徑向和軸向加速度。由於 3D 列印具有極大的設計自由度，因此可以將滑動軸承的幾何形狀調整為溝槽鋁軸。下一步涉及在所謂的 Rapid Tooling 注塑模具中進行快速成型製造，以便能夠使用注塑成型的材料多樣性。

在芬蘭 ZenRobotics 公司的新型"FastPicker" 廢物分類系統的測試階段中，我們很快發現，如果質量中心不在移動軸的中心，經典的滑動軸承無法承受軸向加速時的扭轉力。起初，轉動是由止動件來停止的。然而，這些元件很快就因為重負荷而失效。除了止動元件之外，最初還使用了 igus系列的標準滑動軸承來承受徑向和軸向加速度。

最終，我們採用了具有特殊幾何形狀的 igus滑動軸承。首先使用雷射燒結製程，以 iglidur i3 高性能塑膠製成，以安裝在溝槽鋁軸上，從而停止旋轉。之後，該公司改用 Rapid Tooling，以便利用注塑製程的材料多樣性。Rapid Tooling 或 print2mold 製程也可降低高達 80% 的成本。用於注塑成型的模具可在幾天內生產完成，並立即投入使用。3D 列印提供的設計自由度使其成為滑動軸承特殊幾何形狀的理想選擇。

3D 列印與 print2mold 有一個共通點：從小量生產即可獲利。使用機器製造的注塑模具生產組件，只有在數量超過 10,000 個組件時才有價格上的價值。在應用的測試階段，3D 列印尤其能以其高速的生產速度和即時可用性打動人心。根據元件的不同，1 到 3 天內即可出貨，並可在線上 3D 列印服務輕鬆訂購。ZenRobotics 也使用 3D 列印軸承來製作鋁軸的初始原型，並採用溝槽型材。該公司隨後選擇了 print2mold 流程，即使用 3D 列印製作注塑模具。決定性因素是材料的多樣性和注塑模具的低單位成本。最終的軸承由 iglidur J2 製成。在這種情況下，print2mold 部件的成本僅為 SLS 部件（約 49 歐元/件）的十分之一，約為 5 歐元/件，模具也從 100 件開始收回成本。堅固耐用的塑膠具有良好的機械規格、成本效益高且具有良好的介質耐受性。此外，整合式固體潤滑劑使得滑動軸承無需外部潤滑。

當速度是關鍵時，3D 列印是製造注塑模具的解決方案。根據幾何形狀，列印大約需要 12-24 小時，之後模具就可以立即使用。被稱為快速模具製造的 print2mold 流程能夠以低成本生產先進的原型和小批量產品。與機械生產的注塑模具相比，它在數量達到 10,000 件（無最小數量限制）時更有利可圖。耐磨零件的生產成本可降低 80%。print2mold 注塑件的質量與傳統注塑工藝相同。使用 print2mold 流程可大大加快開發流程，同時也保留了常規注塑的材料多樣性。