교체용 기어는 사용 시 고하중을 견딥니다

• What was needed: Resilient special gears for repairing servomotors in the roof-mounted water cannons of airport fire engines 
• Manufacturing method: Laser sintering
• Requirements: Cost-effective, highly resilient
• Material: iglidur I3
• Industry: Utility vehicles
• Success through collaboration: The gears cope with the high levels of stress and were used to repair additional vehicles. The company managed to avoid the cost-intensive work that replacement of the complete servomotors would have required.

Fraport AG's on-site fire brigade ensures fire safety at the Frankfurt am Main airport. Its airport fire engines have roof-mounted water cannons that use a servomotor to change the spray nozzle angle. Because the angle also changes while water is being sprayed, the load on the servomotor is considerable. After ten years of use, the gears in the cannon became worn so the roof-mounted cannons had to be repaired.
 

공항 소방차의 지붕 장착 대포를 수리하기 위해 Fraport AG의 현장 소방대는 높은 하중을 견딜 수 있는 장비가 필요했습니다.

문제

지붕에 장착된 물대포의 서보 모터에 사용된 가공 폴리머 기어는 10년 사용 후 마모되어 교체해야했습니다. 제조업체는 전체 서보 모터 교체를 권장했지만 비용이 많이 들었습니다. 기존 제조 방법으로 특수 기어를 제조하는 것은 종종 비용이 많이 들고 복잡한 형상으로 인해 항상 가능하지는 않습니다. 

솔루션 제시

Fraport AG의 현장 소방대의 유지보수 관리자는 SLS 폴리머 iglidur I3에서 이상적인 솔루션을 찾았습니다. 3D 프린팅 제조 방법을 사용하면 개별 부품과 특수 부품을 비용 효율적이고 빠르게 생산할 수 있습니다. 기계의 까다로운 어플리케이션을 위해 특수 개발된 iglidur 폴리머에는 내구성을 높이고 유지보수 작업 및 비용을 줄이는 고체 윤활제가 포함되어 있습니다. 인쇄된 iglidur 기어는 기대치를 충족했으며 이제 공항의 다른 차량에도 사용됩니다.  

기어는 지붕에 장착 된 물대포의 서보 모터에 장착됩니다. 이 모터는 스프레이 노즐의 각도를 변경합니다.

공항 소방차의 지붕에 장착된 물대포는 물을 뿌릴 때 집중적인 스트레스에 대처해야합니다.

프랑크푸르트 공항은 독일에서 가장 큰 공항입니다.  국제적으로도 승객 및 화물 운송을 위한 유럽의 주요 공항 중 하나입니다.  약 450 개 회사에 약 81,000 명의 직원이 근무하고 있으며, 독일에서 가장 큰 현지 작업장이며 경제적으로 중요한 Rhine 메인 지역의 다른 회사를 유치합니다.  항공기, 다용도 차량 및 개인 차량의 밀도가 높기 때문에 공항 소방대가 할 일이 항상 많습니다. 법적으로 규정 된 대응 시간을 준수하기 위해 소방대는 3분 이내에 후미진 어디 곳이든 도달 할 수 있어야합니다. 공항 부지에있는 3개의 소방서 인력과 기술 장비도 그에 따라 중요합니다.
 
공항 부지에있는 115 대 이상의 소방대 차량에는 14 대의 소방차가 포함됩니다.  지붕에 장착된 물대포를 사용하면 80 미터 거리에 1분 동안 최소 5,300 리터의 물을 뿌릴 수 있습니다. 따라서 이러한 대포의 서보 모터에 가해지는 하중은 노즐의 각도를 변경하여 물 분사의 높이를 컨트롤하기 때문에 매우 높습니다.  

물이 분사되는 동안 높이가 변하기 때문에 기어에 가해지는 부하가 상당합니다.

iglidur I3로 제작된 프린팅 기어 : 공항 소방차에 성공적으로 사용됨

Two special gears made of robust plastic are built into the servomotor. After ten years of use, they were worn that required maintenance on the roof-mounted water cannons. The vehicle manufacturer suggested to the maintenance technicians that the entire servomotor be replaced but this would have been costly. Instead of replacing the complete servomotor, which was otherwise fully functional, the design engineers decided to try out a new approach: after internet research, they discovered the option of durable gears made by igus with the 3D printing method and decided to test the wear-resistant iglidur I3 plastic. Gear design was done with the freely available online CAD configurator. This allows templates for 3D printed gears to be created quickly and easily.

Manufacturing with the SLS method took less than three days, which meant that the fire brigade could quickly start testing the new gears. The tests showed that the iglidur I3 gears were well able to withstand the high loads placed on them. The maintenance technicians were then able to order gears for additional vehicles. Extremely pleased with the material quality and the fast service, they immediately asked that an additional component to control the pneumatic airport fire engine doors be printed and tested. This printed application also fulfilled the requirements and is now being used by the fire brigade fleet at Frankfurt airport.

기어의 3D 프린팅의 경우 형상에 대한 제약이 거의 없습니다. 이구스3D 프린팅 서비스를 통해, 1 - 10,000 개 수량의 기어를 1 - 3 일 내에 비용 효율적으로 프린팅 할 수 있습니다.

iglidur I3 재질의 기어를 인쇄하는 이유는 무엇인가요?

움직이는 기계 부품의 제조를 위해 특별히 개발된 iglidur 소재는 매우 높은 내마모성과 여기에 포함된 고체 윤활제가 특징입니다. 사출 성형, 적층 제조 및 스톡 바 가공을 통해 부품을 생산하는 데 사용됩니다. iglidur I3 는 레이저 소결 방법으로 부품을 제조하기 위한 폴리머 분말로 개발되었으며 높은 내마모성과 강도가 특징입니다. 이 소재가 이구스 3D 프린팅 소재 중 베스트 셀러여서가 아닙니다.
 
우수한 기계적 특성으로 인해 iglidur I3는 특히 평 기어 및 헬리컬 베벨 기어는 물론 기타 모든 기어 형태에 적합합니다. iglidur l6 은 3D 프린팅 웜 휠에만 권장되는데 , 이는 향상된 슬라이딩 능력을 위해 개발 되었기 때문입니다. iglidur I3 재질로 프린팅 된 기어가 입력된 파라미터에 따라 얼마나 오래 지속되는지는 기어 사용 수명 계산기 에서 온라인으로 빠르고 쉽게 확인할 수 있습니다. 일반 플라스틱 기어에 비해 iglidur I3 로 제작된 기어의 매우 긴 사용 수명은 당사의 이구스 테스트 연구소에서 테스트 및 입증 되었습니다.  
 
기어를 제조하는 방법으로서 3D 프린팅의 가장 큰 장점 중 하나는 톱니 반경의 형상에 대한 유연성입니다. 톱니 반경을 최적화하고 기어의 수명을 개선할 수 있습니다. 기계 제조의 경우 일반적으로 도구 크기로 인해 이러한 최적화가 불가능합니다. 최적화된 톱니 형상으로 기어를 직접 설계하려면 이구스 무료 CAD 구성기의 사용을 권장합니다.