快速、經濟地製造複雜的特殊零件

• **需要什麼？**具有複雜幾何形狀的特殊滑翔機
• **製造過程：**雷射燒結
• 要求滑動最佳化、自潤滑、耐用
• **材料：**iglidur® i3
• **工業：**汽車業
• **透過合作達成成功：**成本效益高，可快速生產小批量產品。乾式操作的耐用組件。

有了 Darios 數位節流環，無法使用雙腿的駕駛者也能用手握著方向盤加速。由位於阿爾薩斯的 Kempf 研發，這款優雅而不顯眼的節流環能在駕駛時提供舒適性和安全性，並能整合至大多數自動車輛中。為了讓節流環適用於扁平化的方向盤，工程師們面臨的挑戰是如何讓節流環在轉彎時滑動。2019 年，該公司憑藉其解決方案 - 由滑動優化 3D 打印塑料 iglidur® i3 製成的特殊滑塊獲得了 manus® 獎項，該獎項針對使用塑料軸承的創新問題解決方案。

利用自潤滑 SLS 塑料 iglidur® i3，igus® 的 3D 列印服務可在 24 小時內生產出複雜的特殊零件。 由 iglidur® 滑動聚合物印製而成的元件具有高耐磨性和可預測使用壽命的特點。

"為了生產扁平化方向盤的節流環，公司經常需要特殊的滑軌，這些滑軌彼此活動連接，並透過金屬環在轉角處滑動" 。每個方向盤需要 200 多個元件。實現這種運動的唯一方法是製造具有複雜幾何形狀的特殊滑塊。這些滑塊包含許多凹槽，因此使用傳統製程生產不僅困難，而且成本非常高昂。由於 Kempf 的驅動輔助裝置有 30 年的保固期，因此特殊滑塊必須非常耐用可靠。由於元件永久安裝在氣環的皮套內，因此無法上潤滑油。

特殊滑翔機的複雜結構和底切只有使用快速成型製造才能有效製作。Kempf 使用滑軌最佳化的高效能塑膠 iglidur® i3，找到了列印花樣元件的理想材料。使用雷射燒結製程在 24 小時內製成的特殊滑軌，無須潤滑或保養即可在轉角處順暢運轉。儘管每張訂單的生產量高達 10,000 件以上，但由於複雜程度高，使用 3D 列印技術生產的特殊滑行器甚至被證明比注塑成型更便宜。

"就品質而言，瓦斯環是市場上最好的產品。其做工無與倫比，可靠性無懈可擊。 到目前為止，我總共行駛了 785,000 公里，沒有發生任何技術問題。對，是 785,000 公里，繞地球 19.625 圈。"

這只是 Darios 使用者眾多熱情感言的其中之一。這也難怪，畢竟 Kempf 致力於追求最高品質，並為客戶提供所有駕駛輔助裝置 30 年的保證。

KEMPF 由 Hans Kempf 於 1955 年創立，他因罹患小兒麻痺症而變得殘障。身為一位熱衷於機械的人，他發明了節流環，讓他可以用雙手握住方向盤來駕駛。到 2002 年他生命結束時，他已改裝了超過 100,000 輛汽車。

Kempf 所開發的手動油門系統為市面上唯一能配合車速的系統：在低速時，加速順暢、循序漸進且經濟；在高速時，加速動態確保行車安全，快速超車動作精準且容易。方向盤的所有常見功能，例如可調整性、安全氣囊和喇叭，都得以保留。踏板也保留功能 - Darios 可使用開關關閉，以便其他駕駛者能以一般方式操作車輛。

加速時，環會被推向方向盤的方向。這只需要很小的力量（約 3 牛頓）。怠速和全速之間的行程只有約 18 mm。當方向盤在彎道後滑回直行位置時，無論方向盤位置如何，可自由旋轉的護蓋都能在彎道出口精確加速。操作 Darios 時，雙手仍可放在方向盤上，因此也可僅用一隻手操作油門環，例如用另一隻手操作右側停車煞車。

油門環以優質皮革包覆，能和諧地融入車內，駕駛者甚至可以依個人喜好選擇皮革的顏色。由於現在許多汽車都採用扁平化的方向盤，因此 Darios 211 應運而生。這個氣圈是扁平的，但也有一個可自由旋轉的蓋子。但是，如何提供一個扁平化的氣圈與一個可滑動的蓋子呢？

汽車配備扁平而非圓形方向盤的新趨勢，為 Kempf 的工程師帶來了重大的挑戰。基於技術與美學的考量，扁平化的方向盤需要同樣扁平化的節流環。雖說節流環並不起眼，但它與車輛的結合卻是理所當然的，實際上它包含了許多精緻的細節。為圓形節氣環裝上滑蓋相對簡單。要為扁平的節流環配上可像圓形節流環一樣自由旋轉的蓋子，需要一個技術複雜的解決方案。

Kempf 的產品開發人員與 igus® 的 3D 列印團隊合作，找到了這個解決方案。新型 Darios 211 是世界上第一款扁平氣環，它使用添加劑製成的組件，這些組件由滑動優化塑料 iglidur® i3 製成。扁平氣環擁有超過 200 個可彈性連接的元件。它們在氣環的扁平金屬核心周圍形成一個滑動環，使外殼可以無縫滑動。Kempf 因這項特別創新的解決方案，在 2019 年漢諾威工業博覽會上獲頒銅質 manus® 獎。

工程師們決定使用 3D 列印技術製造複雜的特殊滑翔機，因為注塑成型非常複雜，而且由於需要大量的底切，因此成本高昂。快速成型製造對設計規則幾乎沒有任何限制，因此生產具有複雜幾何形狀的部件特別經濟。這也消除了模具成本。

選擇 iglidur® i3 作為製造特殊滑翔機材料的最重要原因之一，是其所含的固體潤滑劑。iglidur® i3 是一種 SLS 粉末，可在所有傳統雷射燒結機上加工。粉末經由雷射逐層熔化，可精確描繪出精細結構。依據零件的大小，在大約 24 小時的列印製程中，可以生產出數千個零件。客戶不僅能從高成本節約中獲益，還能從無與倫比的快速生產和交貨時間中獲益。另一個只有雷射燒結才能實現的特殊功能是在同一印刷製程中為絲花部件印刷包裝。 這樣就省去了包裝的成本和精力，以及個別元件遺失或損壞的風險。

iglidur® i3 是目前 igus® 3D 列印服務中最常使用的 3D 列印塑膠。除了各種滑動應用之外，它還展示了其作為目前市場上 3D 列印齒輪最佳塑膠的優勢。