Technische Daten:

• Was wurde benötigt: Ein Alternative zu metallischen  Kugelgewindemuttern, die eigenständig mittels 3D-Druck herstellbar ist
• Anforderungen: 100 % Schmier- und Wartungsfreiheit, leiser Lauf, einfache Herstellung, Leichtgängigkeit, spielfrei
• Verwendetes Material: 3D-Druck Filament iglidur® i190-PF
   
• Erfolg für den Kunden: Bei dem Entwurf gab es keine andere Möglichkeit, um das gesetzte Ziel zu erreichen. Die Parameter waren vorgegeben und das Endprodukt musste funktionieren. Die Optimierung der Kontaktfläche war entscheidend für die Reduzierung der Reibung. Auch die Oberflächenhärtung der Gewinde reduzierte die Reibung. Nach mehreren Druckversuchen konnte die Druckqualität verbessert werden.

Problem

Volker Krebs von der VKC Services Ltd aus Kanada benötigte eine Gewindemutter. Metallische Kugelgewindemuttern sind zu schwer und müssen außerdem regelmäßig gewartet und geschmiert werden. In einem 6DOF (6 Kraftrichtungen) Simulator kann das Geräusch der Kugelumlaufspindel mit der Zeit sehr störend sein. Die Simulatoren werden in Innenräumen eingesetzt und arbeiten daher in einer Umgebung mit konstanter Temperatur. Die größte Herausforderung bestand darin, die richtigen Toleranzen zu finden, um einen leichtgängigen und spielfreien Gewindetrieb zu erhalten. Das Kugelgewindetrieblager wandelt Rotation in lineare Bewegungen um. Der Einsatz in einem Aktuator erfordert, dass sie linearen Beschleunigungskräften bis zu 3 g unter verschiedenen Lastbedingungen standhalten können. Die durchschnittliche Motordrehzahl liegt bei 800-1200 U/min, kann aber auch bis zu 3000 U/min betragen. Die Belastung pro Antrieb beträgt etwa 1500N.

Lösung

Volker Krebs hat einen Ersatz für eine Kugelgewindemutter entworfen. Das Material dafür ist die Iglidur i190. Durch die Verwendung von igus-Linearlagern und jetzt auch von Iglidur i190 3D-gedruckten Polymer-Muttern wird der Simulator zu einem wirklich mechanisch leisen Simulator. Es wurde auch der innere Schieber des Aktuators in das Mutterndesign integriert, um die Wartung zu erleichtern. Bei dem Entwurf gab es keine andere Möglichkeit, um das gesetzte Ziel zu erreichen. Die Parameter waren vorgegeben und das Endprodukt musste funktionieren. Die Optimierung der Kontaktfläche war entscheidend für die Reduzierung der Reibung. Auch die Oberflächenhärtung der Gewinde reduzierte die Reibung.

3D-Druck Filament iglidur® i190-PF

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