Lebensdauerberechnung dank Testlabor

iglidur 3D-Druck-Bauteile auf dem Prüfstand

3D-gedruckte Linearlager im Vergleich

Faktor 33 weniger Verschleiß als ABS

3D-Druck-Zahnräder auf dem Teststand

Bis zu 80% abriebfester als gewöhnliche Kunststoffe

3D-Druck-Buchse im linearen Kurzhub-Test

Mehr als 300 Mal höhere Lebensdauer als ABS

Gedruckte Antriebsgewindemuttern getestet

Bis Faktor 18 haltbarer als ABS

3D-gedruckte Gleitlager im Schwenktest

Bis zu 50-mal höhere Abriebfestigkeit als PA12

Reibwert- und Lebensdauertest für rotierende Lager

Hohe Lebensdauer bei iglidur i3, Totalausfall bei ABS

Testparameter:

• Flächenpressung: 0,11 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,34 m/s
• Hubweg: 370 mm
• Laufzeit: 3 Wochen

Wellenwerkstoffe: Alu hc

     Y = Verschleißrate [μm/km]

     X-Achse: Materialien im Test

     1. ABS (FDM 3D-Druck)
     2. iglidur i180 (FDM 3D-Druck)
     3. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
     4. iglidur J (Spritzguss)

Testergebnis:
Der Langhubversuch zeigt um Faktor 15 niedrigere Verschleißwerte von iglidur i180 (FDM) und sogar Faktor 33 niedrigere Werte bei iglidur i3 (SLS). Dank der sehr guten tribologischen Eigenschaften sind die verschleißfesten iglidur Materialien sehr gut für Langhubanwendungen wie zum Beispiel X-Y Portale für Pick & Place-Anwendungen oder auch Gleitlager und Gleitschienen im 3D-Drucker geeignet.

Testparameter:

• Flächenpressung: 1 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,3 m/s
• Hubweg: 5 mm
• Laufzeit: 1 Woche

Wellenwerkstoffe:
■ CF53 / 1.1213: Gehärteter Stahl
■ V2A / 1.4301: Rostfreier Stahl

     Y-Achse: Verschleißrate [μm/km]

     X-Achse: Materialien im Test

     1. ABS (FDM 3D-Druck)
     2. iglidur® J260 (FDM 3D-Druck)
     3. iglidur® J260 (Spritzguss)

Testergebnis:
Die Gleitlager aus verschleißfestem Kunststoff iglidur J260 hat ähnliche gute Verschleißraten, unabhängig davon, ob es im 3D-Druck oder im Spritzguss hergestellt wurde. Im Test wurden iglidur J260 Spritzgussgleitlager und 3D-Druck-Gleitlager mit der gleichen Belastung und Gleitgeschwindigkeit getestet. 
Außerdem zeigt dieser Versuch, dass bei unseren iglidur 3D-Druck-Materialien Reibungswerte und abrasiver Verschleiß dank tribologischer Eigenschaften um ein vielfaches niedriger sind, als bei Standard ABS-Materialien.
Ermitteln Sie die Lebensdauer von 3D-Druck-Gleitlagern in Ihrer Anwendung: Einfach die erforderlichen Parameter in den kostenlosen Gleitlager-Lebensdauerrechner eingeben und die Einsatzdauer des Lagers berechnen lassen:

Testparameter:

• Flächenpressung: 1 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,1 m/s

Wellenwerkstoffe:
■ CF53 / 1.1213: Gehärteter Stahl
■ V2A / 1.4301: Rostfreier Stahl

X-Achse: Materialien im Test

1. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
2. iglidur i150 (FDM 3D-Druck)
3. iglidur i190 (FDM 3D-Druck)
4. PA12 (SLS 3D-Druck)
5. ABS (FDM 3D-Druck)
6. PA66 (Spritzguss)
7. POM (gedreht)
8. PA66 (gedreht)

Y-Achse: Verschleißrate [mg/km] (Eine geringere Verschleißrate bedeutet eine höhere Lebensdauer)

Testparameter:

• Flächenpressung: 20 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,01 m/s
• Schwenkwinkel: 60°
• Laufzeit: 4 Wochen

Wellenwerkstoffe: V2A

     Y = Verschleißrate [µm/km] 

     X-Achse: Materialien im Test

     1. PA12 (SLS 3D-Druck)
     2. PA12 + Glaskugeln (SLS 3D-Druck)
     3. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
     4. iglidur W300 (Spritzguss)

Testergebnis:

Beim Schwenkversuch führen die tribologischen Eigenschaften der iglidur Filamente zu einer bis zu 50-fach höheren Abriebfestigkeit gegenüber den Standard 3D-Druck-Materialien (z.B. ABS). Verschleißfester Kunststoff sorgt bei Gleitlagern und anderen Bauteilen für eine vielfach höhere Lebensdauer.
Wie lange hält ein gedrucktes iglidur-Lager in Ihrer Anwendung? Einfach die Anforderungen eingeben und die Lebensdauer mit unserem kostenlosen Gleitlager-Lebensdauerrechner online ermitteln.

Testparameter:

• Flächenpressung: 2 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,01 m/s
• Schwenkwinkel 60°

Wellenwerkstoffe:
■ CF53 / 1.1213: Gehärteter Stahl
■ V2A / 1.4301: Rostfreier Stahl

X-Achse: Materialien im Test

1. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
2. iglidur i150 (FDM 3D-Druck)
3. iglidur i190 (FDM 3D-Druck)
4. PA12 (SLS 3D-Druck)
5. ABS (FDM 3D-Druck)
6. PA66 (Spritzguss)
7. POM (gedreht)
8. PA66 (gedreht)

Y-Achse: Verschleißrate [mg/km] (Eine geringere Verschleißrate bedeutet eine höhere Lebensdauer)

Testparameter:

• Flächenpressung: 10, 20 und 45 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,01 m/s
• Schwenkwinkel: 60°
• Laufzeit: 1 Woche

     Y-Achse: Verschleißrate [µm/km] 

     X-Achse: Materialien im Test

     1. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
     2. iglidur i180 (FDM 3D-Druck)
     3. iglidur G (Spritzguss)
     4. iglidur W300 (Spritzguss)

Testergebnis:
Bei diesem Schwerlastversuch wird gezeigt, dass 3D-Druck Gleitlager (aus dem SLS-Druck-Verfahren), auf bis zu 45 MPa Flächenpressung belastet werden können. Dabei sind abrasiver Verschleiß und tribologische Eigenschaften genauso gut, wie bei Gleitlagern aus dem Spritzguss. Im Versuch wurden Gleitlager im Durchmesser und Länge von 20 mm getestet, d.h. auf dem 3D-Druck-Gleitlager lasteten 1.800 kg. Die Testergebnisse zeigen, dass Gleitlager aus verschleißfesten iglidur Kunststoffen auch für Hochlastanwendungen geeignet sind. 

Ermitteln Sie die genaue Lebensdauer von einem 3D-Druck-Lager aus iglidur in Ihrer Anwendung: Einfach die erforderlichen Parameter in den kostenlosen Gleitlager-Lebensdauerrechner eingeben und die Lebensdauer online berechnen. 

Testparameter:

• Flächenpressung: 1 und 2 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,01 m/s
• Temperatur: 23° C

Wellenwerkstoff: V2A

X-Achse: Materialien im Test

1. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
2. iglidur i8-ESD (SLS 3D-Druck)
3. iglidur J (Spritzguss)
4. iglidur UW (Spritzguss)
5. iglidur UW160 (Spritzguss)

     Y-Achse: Verschleißrate [µm/km]

Testergebnis:
In diesem Schwenkversuch unter Wasser zeigt sich, dass 3D-gedruckte Gleitlager aus dem elektrostatisch ableitenden SLS-Material iglidur i8-ESD eine besonders hohe Lebensdauer haben und das Material damit für solche Anwendungen genauso gut geeignet ist, wie die speziell für den Einsatz unter Wasser entwickelten Spritzguss-Materialien iglidur UW und UW160.
iglidur J ist in trockener Umgebung ein häufig verwendetes igus-Material, aber für den Einsatz unter Wasser aufgrund der eher hohen Verschleißrate nicht so gut geeignet.

Testparameter:

• Drehmoment: 129 Nm
• Hubweg: 370 mm
• Geschwindigkeit: 290 U/min
• Laufzeit: 2 Wochen

     Y = Verschleißrate [mg/km]

     X-Achse: Materialien im Test

     1. ABS (FDM 3D-Druck)
     2. iglidur i180 (FDM 3D-Druck)
     3. iglidur J260 (FDM 3D-Druck)
     4. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
     5. iglidur J (Spritzguss)

Testergebnis:
In diesem Test liegt die Verschleißfestigkeit je nach 3D-Druckmaterial und Verfahren von igus 3D-Druckmaterialien im Vergleich zu herkömmlichen Materialien um Faktor 6 bis Faktor 18 höher.
Antriebsmuttern im 3D-Druck herzustellen bietet gerade bei niedrigen Stückzahlen Kostenvorteile, da das Gewinde direkt im 3D-Druck mit hergestellt werden kann und so kein teures Werkzeug zum Schneiden des Gewindes benötigt wird. Dazu ist lediglich notwendig, dass das Gewinde im Modell auskonstruiert ist.
 

Testparameter:

• Flächenpressung: 1 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,1 m/s

Wellenwerkstoff: Cf53

     Y = Reibwert [-]
     X = Laufzeit [h]

     1. PA12 (SLS 3D-Druck)
     2. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)


 

Testergebnis:
Die tribologischen Eigenschaften von iglidur i3 sind in dem Versuch um Faktor 2 besser, als bei den Standard-3D-Druck-Materialien. Dies ist drauf zurückzuführen, dass in iglidur Materialien Festschmierstoffe verarbeitet sind, die die Reibungswerte absenken und die Verschleißfestigkeit erheblich erhöhen. Verschleißfeste Kunststoffe und tribologische Eigenschaften sind hilfreich bei der Auslegung von Motoren bzw. Antriebskräften, da mit halber Reibung auch nur halb so hohe Antriebskräfte notwendig sind. Mit unserem kostenlosen Gleitlager-Lebensdauerrechner können Sie unter Angabe Ihrer Anforderungen ermitteln, wie lange ein 3D-Druck-Lager aus iglidur in Ihrer Anwendung halten wird. 

Testparameter:

• Flächenpressung: 20 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,01 m/s

Wellenwerkstoff: V2A

     Y-Achse: Verschleißrate [mg/km]

     X-Achse: Materialien im Test

     1. ABS (FDM 3D-Druck)
     2. PA12 (SLS 3D-Druck)
     3. iglidur i180 (FDM 3D-Druck)
     4. iglidur J260 (FDM 3D-Druck)
     5. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
     6. iglidur W300 (Spritzguss)

Testergebnis:
Der Verschleiß von gedruckten Gleitlagern auch iglidur i180 ist um 89,5% geringer als von im selben Verfahren hergestellten Lagern aus dem im 3D-Druck häufig verwendeten ABS-Kunststoff. Das gesinterte Lager aus iglidur i3 bewies 94,87% weniger Verschleiß als das gesinterte Lager aus PA12. Bessere Werte wiesen nur die aus dem Spezialfilament iglidur J260 und das im Spritzguss aus iglidur W300 gefertigte Lager auf. 

Wie lange hält ein 3D-Druck-Lager aus iglidur in Ihrer Anwendung? Nutzen Sie unseren online Lebensdauerrechner für Gleitlager, um die Lebensdauer unter Angabe der erforderlichen Anforderungen präzise zu ermitteln. 

Testparameter:

• Flächenpressung: 1 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,3 m/s

Wellenwerkstoffe:
■ CF53 / 1.1213: Gehärteter Stahl
■ V2A / 1.4301: Rostfreier Stahl

X-Achse: Materialien im Test

1. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
2. iglidur i190 (FDM 3D-Druck)
3. PA12 (SLS 3D-Druck)
4. ABS (FDM 3D-Druck)
5. PA66 (Spritzguss)
6. POM (gedreht)
7. PA66 (gedreht)

Y-Achse: Verschleißrate [mg/km] (Eine geringere Verschleißrate bedeutet eine höhere Lebensdauer)

Testparameter:

• Flächenpressung: 1 und 2 MPa
• Gleitgeschwindigkeit: 0,3 m/s
• Temperatur: 23° C

Wellenwerkstoff: V2A

X-Achse: Materialien im Test

1. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
2. iglidur i8-ESD (SLS 3D-Druck)
3. iglidur J (Spritzguss)
4. iglidur UW (Spritzguss)
5. iglidur UW160 (Spritzguss)

     Y-Achse: Verschleißrate [µm/km]

 

Testergebnis:
Im Rotationsversuch unter Wasser zeigt sich, dass 3D-gedruckte Gleitlager aus dem elektrostatisch ableitenden SLS-Material iglidur i8-ESD eine besonders hohe Lebensdauer haben und das Material damit für solche Anwendungen genauso gut geeignet ist, wie die speziell für den Einsatz unter Wasser entwickelten Spritzguss-Materialien iglidur UW und UW160.
iglidur J ist in trockener Umgebung ein häufig verwendetes igus-Material, aber für den Einsatz unter Wasser aufgrund der eher hohen Verschleißrate nicht so gut geeignet.

Testbedingungen:

• ASTM G154 Zyklus: Simulation von Bewitterung und UV-Licht
• Dauer: 2.000 Stunden

X-Achse: Materialien im Test

1. iglidur i8-ESD (SLS 3D-Druck)
2. iglidur i3 (SLS 3D-Druck)
3. iglidur i6 (SLS 3D-Druck)
4. iglidur J (Spritzguss)
5. iglidur G (Spritzguss)

Y-Achse: prozentuale Veränderung der Festigkeit

Testergebnis: SLS-Materialien stehen Spritzguss-Materialien in nichts nach

Nachdem die Biegeprobekörper im Test 2.000 Stunden lang Feuchtigkeit und UV-Licht ausgesetzt wurden, zeigt sich, dass die iglidur-Materialien für das selektive Lasersintern eine ähnliche Veränderung der Festigkeit aufweisen wie die am häufigsten verwendeten Spritzguss-Materialien iglidur J und G. Am beständigsten gegenüber Witterung und UV-Licht ist das SLS-Material iglidur i8-ESD. Dieser Versucht macht deutlich, dass die iglidur 3D-Druck Materialien den Spritzguss-Materialien in nichts nachstehen, was die UV- und Witterungsbeständigkeit angeht.

Testparameter:
Schwenkend 1440 °:
n = 64 U/min
M = 2,25 Nm
z= 30
m= 1
b = 6 mm

In diesem Versuch wird mit einem Zahnrad eine Zahnstange angetrieben und gemessen nach wie viel Zyklen das Zahnrad bricht. Es ist zu sehen, dass die im 3D-Druck bzw. Lasersintern hergestellten iglidur Zahnräder in dem Test doppelt so lange halten wie gefräste Zahnräder aus POM.

X-Achse: Materialien im Test

1. iglidur i3 (gedruckt)
2. iglidur i8-ESD (gedruckt)
3. POM (gefräst)
4. iglidur i6 (gedruckt)
5. iglidur i190 (gedruckt)
6. PLA (gedruckt)
7. PETG (gedruckt)
8. SLA 

Y-Achse: Zyklen bis Zahnbruch

Bis auf das Zahnrad aus POM stammen die CAD-Modelle aller getesteten Zahnräder aus dem igus Zahnrad-Konfigurator.

Verschleiß ist bei Bauteilen in bewegten Anwendungen ein wichtiger Aspekt. Verschleißfester Kunststoff wie unsere iglidur Materialien, sind die Lösung, damit Verschleiß minimiert, und die Lebensdauer der Bauteile erhöht wird. Dank der tribologischen Eigenschaften sind die iglidur Materialien perfekt für alle Anwendungsbereiche geeignet, in denen es auf gute Reibwerte und möglichst geringen Verschleiß ankommt. 

Das igus Testlabor erstreckt sich über 3.800 m². igus erforscht und entwickelt in umfangreichen Versuchsreihen im branchengrößten Testlabor neue 3D-Druck-Werkstoffe für bewegte Anwendungen. Alle Materialien werden mit verschiedenen Testreihen auf ihre tribologischen Eigenschaften hin geprüft damit Verschleiß und Wartungsintervalle minimiert werden. Sie sind besonders reibungs- und verschleißarm und sorgen für einen schmierfreien und wartungsarmen Einsatz. iglidur Kunststoffe bieten sehr gute tribologische Eigenschaften und gewährleisten dadurch eine höhere Lebensdauer für Kunststoffbauteile.

In unserem Testlabor prüfen wir laufend tribologische Eigenschaften von 3D-gedruckten Teilen in Anlehnung an DIN ISO 7148-2. Die Versuchsreihen umfassten lineare, schwenkende und rotierende Bewegungen auf verschiedenen Wellenmaterialien. Bei unserem Filament iglidur® J260 waren die Reibwerte und der Verschleiß in allen Tests niedrig, während das Standard ABS-Material im rotierenden Test auf der Edelstahlwelle schnell ausfiel. Die gedruckten Gleitlager aus iglidur Spezial-Filament sind in allen Versuchsaufbauten ähnlich verschleißfest wie klassische iglidur Spritzguss-Komponenten. Unsere im 3D Druck hergestellten Zahnräder erreichen dank dem verschleißfestem Kunststoff iglidur i3 und einer optimierten Zahnform eine höhere Lebensdauer als Standard-Materialien.