電動自行車的 3D 齒輪替換 - 使用摩擦優化材料提高性能

• **需求：**電動自行車行星齒輪箱的新齒輪
• **製造過程：**選擇性雷射燒結
• **要求：**細節精度、配合精度、耐磨性
• **材料：**iglidur® i3
• **產業：**自行車產業
• **透過合作取得成功：**耐磨性比傳統 SLS 材料高 30 倍、耐磨性高、效率更高

應用一覽
一輛電動自行車的行星齒輪箱的齒輪磨損嚴重，需要更換齒輪。由於電動自行車製造商無法提供替換齒輪，客戶向科隆的 igus® GmbH 3D 列印部門尋求解決方案。新的齒輪以舊的磨損零件為模型，並使用雷射燒結製程列印出來。客戶在收到齒輪後立即進行了安裝，並在很短的時間內發現齒輪箱的性能得到了改善。

一輛電動自行車的變速箱不再提供最初的性能，快速查看一下行星變速箱內部就能發現原因：齒輪已經嚴重磨損。製造商無法提供原廠備件，因此客戶另覓他處尋找替代齒輪。齒輪必須精確地安裝在變速箱中，並具有比先前組件更高的耐磨性，才能承受負荷。

客戶求助於 igus® GmbH 的 3D 列印部門。在這裡，他可以將磨損的齒輪送去重新繪製和打印。齒輪是由摩擦優化材料 iglidur® i3 使用雷射燒結製程製成。由 iglidur® i3 製成的組件在細節上非常精確，並且具有良好的機械特性。與傳統的雷射燒結材料相比，其耐磨性提高了 30 倍，這是此專案的決定性因素。除了磨耗率低之外，齒輪的強度也很高。據客戶報告，僅用了很短的時間，齒輪性能就得到了提高。

快速成型製造最大的優勢之一就是可以高速生產元件。再加上小批量的低生產成本，3D 列印在許多應用的測試階段都是無可匹敵的原型生產工具。在這種情況下，也可以在很短的時間內完成行星齒輪箱齒輪的追蹤、打印和發送給客戶。然而，打印出來的齒輪最初卡在固定螺栓上，這就是為什麼一個小齒輪在再次拆卸時斷裂的原因。經過簡短的諮詢後，CAD 模型在很短的時間內完成修改和列印。新的齒輪與變速箱的螺栓完全吻合，符合要求。客戶表示性能提升，非常滿意。

使用壽命更長的塑膠® - 離開 igus® 閘門的每個元件和材料的目標都是改進技術，最好還能降低成本。這也適用於專為 3D 列印所開發的材料，以生產具有最佳滑動特性的元件。除了 SLS 粉末之外，igus® 還提供大量不同絲材的材料選擇，可針對各種應用進行個別最佳化。例如，iglidur® i3 是滑動應用和齒輪的理想材料。SLS 粉末可加工至最細微的精密表面，並展現出極低的磨耗與最大的強度。igus® 測試實驗室的結果不言而喻：與傳統 SLS 材料相比，由 iglidur® i3 製成的零件耐磨性最高可提高 30 倍。這種材料非常適用於齒輪、滾輪、齒輪架、直齒輪和傘形齒輪。除了 iglidur® i3 之外，SLS 粉末 iglidur® i6 也適用於任何滑動應用。 該材料的特點是具有高耐磨性和高韌性，以及符合 FDA 和歐盟 10/2011 法規的食品合格認證。這種材料特別適用於蝸桿和食品工業的客製化應用。