Produzione veloce ed economica di parti speciali complesse

• Cosa serviva: elementi di scorrimento speciali con geometrie complesse
• Metodo di produzione: sinterizzazione laser
• Requisiti: Proprietà di scorrimento ottimizzate, autolubrificanti, durevoli
• Materiale: iglidur I3
• Settore: automotive
• Successo per il cliente: Produzione rapida e conveniente di piccoli quantitativi. Componenti durevoli con funzionamento a secco.

I conducenti senza l'uso delle gambe possono ora accelerare con le mani sul volante grazie all'anello acceleratore digitale Darios. Sviluppato da Kempf in Alsazia, l'anello acceleratore, elegante e discreto, garantisce una guida sicura e comoda e può essere integrato nella maggior parte dei veicoli a trasmissione. La sfida per gli ingegneri nell'adattare l'anello acceleratore a volanti piatti è stata far scorrere l'anello oltre l'angolo. La soluzione è rappresentata dalla forma speciali dei cursori nel materiale iglidur i3 a stampa 3D con scorrimento ottimizzato, che ha permesso alla società di vincere il premio manus 2019 per le soluzioni innovative di cuscinetti in polimero.

È possibile produrre, in sole 24 ore, complesse parti speciali in iglidur i3 autolubrificante grazie al servizio di stampa 3D a sinterizzazione laser igus. Le parti stampate con i polimeri di scorrimento iglidur si caratterizzano per la grande resistenza all'usura e la durata d'esercizio calcolabile. 

 

La posizione della ghiera dell'acceleratore è rilevata da due sensori e trasmessa tramite un collegamento a filo ad un computer posizionato sotto il pannello laterale. Ogni modello di volante viene misurato con uno scanner 3D per integrare in modo ottimale il meccanismo, i sensori e un circuito stampato DARIOS. Fonte: Kempf

Problema da risolvere

Per produrre gli anelli acceleratori per volanti piatti, il cliente necessita regolarmente di elementi di scorrimento speciali collegati tra loro, che scorrono "oltre l'angolo" su un anello di metallo. Per ogni volante servono oltre 200 elementi. L'unica opzione per realizzare questo movimento è progettare gli elementi di scorrimento speciali con una geometria complessa, comprendente numerose rientranze, per cui la produzione con metodi tradizionali risulta difficile e anche molto costosa. Kempf offre 30 anni di garanzia sui suoi ausili alla guida, pertanto gli elementi di scorrimento speciali devono essere estremamente durevoli e affidabili. Non è possibile lubrificare i componenti, che sono installati in modo permanente all'interno della fodera in pelle dell'anello acceleratore.

Soluzione

Le strutture complesse degli elementi di scorrimento speciali e delle rientranze possono essere realizzate solo con la produzione additiva. iglidur I3, un polimero ad alte prestazioni con proprietà di scorrimento ottimizzate, si è dimostrato per Kempf il materiale ideale per stampare i delicati elementi. Realizzati mediante sinterizzazione laser in 24 ore, gli elementi di scorrimento speciali esenti da lubrificazione e manutenzione si muovono uniformemente intorno all'angolo. Nonostante l'elevata quantità ordinata (oltre 10.000 unità per ordine), la grande complessità degli elementi di scorrimento speciali ha reso la stampa 3D ancora più economica dello stampaggio a iniezione.  

L'anello acceleratore digitale Darios fa sì che entrambe le mani restino sul volante. Il conducente può anche manovrare e accelerare con una mano, agendo al contempo sul freno di servizio ad azionamento manuale con l'altra mano. Fonte: Kempf

Guidare solo con le mani: con Darios, l'anello acceleratore digitale sul volante

 "L'anello acceleratore è il miglior prodotto sul mercato in termini di qualità. Viene lavorato superbamente e la sua affidabilità è indiscutibile. Ad oggi ho percorso in totale 785.000 km senza avere problemi tecnici. Sì, 785.000 chilometri, ossia 19.625 volte intorno al mondo."

Questa è solo una delle referenze degli utilizzatori soddisfatti di Darios. Non stupisce quindi che Kempf insista sulla massima qualità dei propri prodotti, offrendo ai propri clienti una garanzia di 30 anni su tutti i suoi ausili alla guida.

KEMPF è stata fondata nel 1955 da Hans Kempf, che aveva difficoltà a camminare in seguito alla polio. Essendo un meccanico entusiasta, inventò l'anello acceleratore per poter guidare tenendo entrambe le mani sul volante. Alla sua morte, nel 2002, aveva ammodernato oltre 100.000 veicoli.

Il sistema con acceleratore manuale sviluppato da Kempf è l'unico disponibile sul mercato ad adattarsi alla velocità del veicolo: a velocità ridotte l'accelerazione è lieve, progressiva ed economica, mentre a velocità elevate l'accelerazione è dinamica, al fine di garantire una guida più sicura e consentire al conducente manovre di sorpasso veloci in modo facile e preciso. Sono presenti anche le solite funzioni del volante, nonché la regolabilità, l'airbag e il clacson. Anche i pedali funzionano – Darios può essere disattivato con un interruttore così che anche altri conducenti normodotati possano guidare il veicolo in modo tradizionale.

L'anello acceleratore può essere installato in quasi tutti i veicoli con trasmissione automatica. Si integra in modo elegante e perfetto nel design degli interni. Fonte: Kempf

Accelerazione precisa grazie alla fodera che si muove liberamente

Per accelerare è necessario spingere l'anello verso il volante. A tal fine è richiesta una forza minima (circa 3 Newton). La corsa tra il regime minimo e l'accelerazione totale è di circa 18 mm. Quando il volante torna in posizione dritta dopo una curva, la fodera che ruota in modo indipendente consente un'accelerazione precisa quando si supera una curva, indipendentemente dalla posizione del volante. Entrambe le mani possono rimanere sul volante quando Darios è in funzione, ma l'anello dell'acceleratore può anche essere azionato con una sola mano in modo che il freno a mano possa essere azionato con l'altra. 

Con il raffinato rivestimento in pelle, l'anello acceleratore si integra in modo armonioso negli interni dei veicoli e, su richiesta, è persino possibile scegliere il colore della pelle. Poiché molte auto oggi hanno dei volanti piatti, è stato sviluppato Darios 211. Questo anello acceleratore è piatto, ma presenta anche una fodera che ruota liberamente. Ma come può un anello piatto essere dotato di un rivestimento scorrevole? 

Molti veicoli nuovi hanno dei volanti piatti. Pertanto anche l'anello acceleratore per questi veicoli deve avere un design piatto e ciò ha comportato per gli sviluppatori qualche difficile problema tecnico. Fonte: Kempf

Oltre 200 elementi di scorrimento speciali realizzati in iglidur I3 assicurano uno scorrimento senza attrito

La nuova tendenza a dotare i veicoli di volanti piatti alla base, invece che rotondi, ha presentato una grande sfida per gli ingegneri di Kempf. Per i volanti piatti serve un anello acceleratore altrettanto piatto, per motivi sia tecnici che estetici. Lo strumento discreto, che sembra essere parte integrante del veicolo, in realtà presenta numerosi dettagli complessi. Dotare un anello acceleratore di una fodera di scorrimento è piuttosto semplice. Coprire un anello acceleratore piatto con una fodera che ruota liberamente come sull'anello rotondo richiede una soluzione tecnicamente complessa.  
 
Gli sviluppatori di prodotto di Kempf hanno trovato la soluzione in collaborazione con il team di stampa 3D di igus. Il nuovo Darios 211, il primo anello acceleratore piatto al mondo, presenta componenti realizzati mediante produzione additiva nel polimero iglidur I3, che ha caratteristiche di scorrimento ottimizzate. L'anello acceleratore piatto è dotato di oltre duecento di questi elementi, uniti tra loro in modo flessibile. Essi formano un anello scorrevole intorno al nucleo piatto in metallo dell'anello acceleratore, consentendo così alla fodera di scorrere liberamente. Per questa soluzione particolarmente innovativa, l'azienda Kempf ha ricevuto il manus di bronzo alla fiera di Hannover nel 2019.

Un anello acceleratore Darios 211 contiene oltre 200 complessi elementi di scorrimento speciali, che consentono lo scorrimento continuo della fodera di pelle sull'anello di metallo. Fonte: Kempf

I vantaggi degli elementi di scorrimento speciali stampati con iglidur I3

Gli ingegneri hanno deciso di produrre i complessi cursori speciali con la stampa 3D, in quanto lo stampaggio a iniezione era molto complicato a causa delle numerose rientranze, e quindi costoso. La produzione additiva non comporta quasi nessuna limitazione in termini di regole di progettazione, rendendo economica la realizzazione di componenti con geometrie complesse. Quindi non vi sono costi di attrezzatura.

Uno dei motivi principali per cui è stato scelto iglidur i3 come materiale di produzione è la presenza di lubrificanti solidi all'interno del materiale. Questo elimina la necessità di interventi di manutenzione nei componenti e il conseguente aumento della durata d'esercizio, dato che l'usura è quasi nulla. iglidur i3 è una polvere SLS che può essere lavorata con tutte le convenzionali macchine per la sinterizzazione laser. Attraverso un laser la polvere viene fusa strato dopo strato, consentendo di riprodurre in modo esatto strutture complesse. A seconda delle dimensioni del componente, è possibile produrre diverse migliaia di pezzi in un processo di stampa che dura circa 24 ore. Il cliente beneficia così sia di un elevato risparmio economico, sia di una produzione e tempi di consegna eccezionalmente rapidi. Un altro tratto distintivo possibile solo con la sinterizzazione laser in questa forma è la stampa dell'imballaggio per le parti complesse nello stesso processo di stampa. I costi di imballaggio e il relativo lavoro vengono eliminati, ovviando anche il rischio di perdere o danneggiare i singoli componenti.

iglidur i3 è di gran lunga il polimero per la stampa 3D più usato nel servizio di stampa 3D igus. Oltre a essere adatto a diverse applicazioni di scorrimento, i suoi punti di forza lo rendono uno dei migliori materiali plastici sul mercato per ruote dentate in stampa 3D.