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Polímeros resistentes al desgaste: componentes impresos en 3D en el laboratorio de pruebas de tribología

Se ha demostrado que las piezas de baja fricción duran hasta 50 veces más que los materiales de impresión 3D estándar

igus® prueba continuamente las propiedades tribológicas de sus piezas impresas en 3D según DIN ISO 7148-2 dentro de nuestro laboratorio de 41,000 pies cuadrados en Colonia, Alemania. Cubrimos movimientos lineales, pivotantes y rotativos en diferentes tipos de ejes para asegurar que nuestros materiales iglide® autolubricantes durarán hasta 50 veces más que los materiales de impresión 3D estándar dentro de aplicaciones móviles. Nuestro filamento iglide® J260-PF, por ejemplo, exhibió baja fricción y bajos

valores de desgaste en todas las pruebas.

El material ABS estándar falló rápidamente en la prueba rotatoria en un eje de acero inoxidable. Además, nuestros cojinetes lisos impresos en 3D hechos de filamento especial iglide® tenían tasas de desgaste similares a las piezas moldeadas por inyección estándar en todos los equipos de prueba. Todos los componentes impresos en 3D de igus® son de baja fricción, resistentes al desgaste y libres de mantenimiento. Producimos piezas impresas para prototipos y lotes pequeños, ¡no se requiere cantidad mínima de pedido!

Descargue la versión PDF de los resultados de estas pruebas

Vea nuestras diversas pruebas de desgaste a continuación:

Prueba de desgaste: carrera larga lineal
Prueba de desgaste: carrera corta lineal
Prueba de desgaste: pivotante Prueba
de desgaste: pivotante de carga pesada
Prueba de desgaste: pivotar bajo el agua Prueba de
desgaste: tuerca de
accionamiento
Prueba de fricción: rotativa Prueba de
desgaste: giratorio Prueba de desgaste: rotación bajo el agua Prueba
de engranajes: ciclos hasta la rotura
del engranaje Engranajes helicoidales con propiedades
deslizantes optimizadas Baja fricción abrasiva

Trazo Largo Lineal

iglide® I3 bate al material ABS por factor 33

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 0.11 MPa
Velocidad superficial: 0.34 m/s
Trazo: 370 mm
Materiales del eje: alu hc
Duración

: 3 semanas

Y = tasa de desgaste [μm/km]

ABS (FDM)
iglide® I180 (FDM)
iglide® I3 (SLS)
iglide® J moldeado por inyección

Desgaste abrasivo de casquillos deslizantes lineales después de la prueba

Resultado de la prueba:

La prueba de carrera larga muestra un coeficiente de desgaste menor por factor 15 para iglide® I180 (FDM) y por factor 33 para iglide® I3 (SLS). Estos materiales son ideales para aplicaciones de carrera larga, como pantías XY para aplicaciones de recogida y colocación, cojinetes lisos y barras guía

en una impresora 3D.

Lineal de Carrera Corta

Propiedades tribológicas de los rodamientos lisos impresos en 3D casi idénticos a

los moldeados por inyección.

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 1 MPa
Velocidad superficial: 0.3 m/s
Trazo: 5mm
Materiales del eje: CF53 (barra izquierda) y 304 SS (barra derecha)
Duración:

1 semana

Y = tasa de desgaste [μm/km]

1. ABS (FDM)
2. iglide® J260 (FDM)
3. iglide® J260 (moldeo por inyección)

Resultado de la prueba:

probaron cojinetes lisos moldeados por inyección y cojinetes lisos impresos en 3D hechos de iglide® J260 con la misma carga y velocidad superficial. Los rodamientos tienen tasas de desgaste similares, independientemente del método de fabricación. La prueba también muestra que el coeficiente de fricción y las tasas de desgaste de nuestro material son mucho más bajos que los materiales ABS estándar.

Los rodamientos hechos de polímeros deslizantes impresos en 3D son atractivos porque su vida útil es mucho mayor que la de los componentes impresos en 3D de otros plásticos, y exhiben un coeficiente de desgaste que es al menos tan bajo como las piezas torneadas.

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 1 MPa
Velocidad superficial: 0.1 m/s

Materiales del eje:

CF531.1213: acero endurecido
304 SS/AISI 304: acero inoxidable

Eje X: pruebas de materiales

iglide® I3 (impresión 3D SLS)
iglide® I150 (impresión 3D FDM)
iglide ® I190 (impresión 3D FDM)
PA12 (impresión 3D SLS)
ABS (impresión 3D FDM)
PA66 (moldeo por inyección)
POM (con torno)
PA66 ( con torno)

Polímeros iglide para impresión 3D en pruebas

Eje Y: tasa de desgaste [mg/km] (una tasa de desgaste más baja significa una vida útil más larga)

Pivotación

Hasta 50 veces mayor resistencia a la abrasión gracias a los polímeros iglide®

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 20 MPa
Velocidad de superficie: 0.01 m/s
Ángulo de pivote: 60°
Materiales del eje: 304 SS
Duración:

4 semanas

Y= tasa de desgaste [µm/km]

1. PA12 (SLS)
2. PA12 + bolas de vidrio (SLS)
3. iglide® I3 (SLS)
4. iglide® W300 moldeado por inyección

Desgaste abrasivo de cojinetes lisos en la prueba de desgaste giratorio

Resultado de la prueba:

La prueba giratoria muestra que los filamentos iglide® son 50 veces más resistentes a la abrasión y ofrecen una vida útil mucho más larga que los materiales de impresión 3D estándar

(por ejemplo, ABS).

En la prueba giratoria, los rodamientos hechos de polímeros deslizantes impresos en 3D exhiben una vida útil varias veces la de otros plásticos, independientemente del proceso de fabricación.

Parámetros

de prueba: Presión superficial: 2 MPa
Velocidad de superficie: 0.01 m/s
Ángulo de pivote 60°

Materiales del

eje: CF531.1213: acero endurecido
304 SS/AISI 304: acero inoxidable

Eje X: pruebas de materiales

iglide® I3 (impresión 3D SLS)
iglide® I150 (impresión 3D FDM)
iglide ® I190 (impresión 3D FDM)
PA12 (impresión 3D SLS)
ABS (impresión 3D FDM)
PA66 (moldeo por inyección)
POM (con torno)
PA66 ( con torno)

Eje Y: tasa de desgaste [mg/km] (una tasa de desgaste más baja significa una vida útil más larga)

Pivotante Carga Pesada

Propiedades tribológicas comparables de rodamientos lisos impresos en 3D y

moldeados por inyección.

Prueba de desgaste por carga pesada giratoria

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 10, 20 y 45MPa
Velocidad de
superficie: 0.01m/s Ángulo de
pivote: 60° Duración: 1 semana

Gráfico de prueba de desgaste por carga pesada giratoria

Y= tasa de desgaste [µm/km]

1. iglide® I3 (SLS)
2. iglide® I180 (FDM)
3. iglide® G moldeado por inyección
4. iglide® W300 moldeado por inyección

Polímero resistente al desgaste en prueba de desgaste por carga pesada giratoria

Resultado de la prueba:

Probamos cojinetes lisos con un diámetro y longitud de 20 mm (es decir, el rodamiento plano impreso en 3D se cargó con 1,800kg). Los resultados muestran que los rodamientos lisos impresos en 3D SLS pueden soportar cargas de hasta 45MPa de presión superficial y que sus propiedades tribológicas son tan buenas como los rodamientos moldeados por inyección

, lo que los hace adecuados para aplicaciones de servicio pesado.

Pivotación bajo el agua

Comparación de tasa de desgaste de materiales iglide® para impresión 3D y moldeo por inyección en

aplicaciones submarinas.

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 1 y 2MPa
Velocidad superficial: 0.01m/s
Temperatura: 23°C
Material del eje: acero inoxidable 304

Eje X: material de prueba

iglide® I3 (impresión SLS 3D)
iglide® I8-ESD (impresión SLS 3D)
iglide® J (moldeo por inyección)
iglide® UW (moldeo por inyección)
iglide® UW160 (moldeo por inyección)

Resultado de la prueba:

Esta prueba de pivote subacuático mostró que los rodamientos lisos impresos en 3D a partir de material iglide® I8-ESD SLS electrostáticamente disipativo tienen una vida útil especialmente larga, lo que significa que este material es igual de adecuado para aplicaciones como los materiales de moldeo por inyección iglide® UW y UW160, que fueron desarrollados específicamente para aplicaciones

submarinas.

Prueba de desgaste para materiales impresos en 3D bajo el agua

Eje Y: tasa de desgaste [µm/km]

Tuerca de accionamiento

iglide® materiales más duraderos que los materiales estándar por factor 6 a factor 18

Parámetros de prueba:

Torque: 129Nm
Carrera: 370mm
Velocidad: 290 [rpm]
Duración: dos semanas

Gráfico de prueba de desgaste de la tuerca de accionamiento

Y = tasa de desgaste [mg/km]

ABS (FDM)
iglide® I180 (FDM)
iglide® J260 (FDM)
iglide® I3 (SLS)
iglide ® J moldeado por inyección

Resultado de la prueba:

La prueba muestra que iglide® ofrece mayor resistencia al desgaste por factor 6 a factor 18 en comparación con los materiales convencionales, dependiendo del material y método de impresión 3D que se utilice. La impresión de tuercas de accionamiento en cantidades bajas es una alternativa rentable al moldeo por inyección, ya que la rosca se puede producir directamente en la impresora 3D sin herramientas costosas

giratorio

frente a material ABS estándar - menor coeficiente de fricción con iglide

®.

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 1MPa
Velocidad superficial: 0.1m/s
Material del eje: Cf53

Y = coeficiente de fricción [-]X = duración [h]

PA12 (SLS)
iglide® I3 (SLS)

Desgaste abrasivo en la prueba: coeficiente de rozamiento giratorio

Resultado de la prueba:

Las propiedades tribológicas de iglide® I3 son mejores que los materiales de impresión 3D estándar por factor 2. Eso se debe a que los materiales iglide® contienen lubricantes sólidos, que reducen el coeficiente de fricción y aumentan significativamente la resistencia al desgaste. Las propiedades tribológicas de los polímeros iglide® son beneficiosas para diseñar motores y fuerzas de accionamiento, ya que la mitad de la fricción solo requiere la mitad de la fuerza motriz

rotatorio

de desgaste para materiales de impresión iglide® 3D en comparación con los de plásticos de impresión 3D regulares

Parámetro de prueba:

Presión superficial: 20 MPa
Velocidad de superficie: 0.01 m/s
Material del eje: 304 acero inoxidable

Cojinete plano impreso en 3D en pruebas de desgaste rotativo

Eje Y: tasa de desgaste [mg/km]

Eje X: pruebas de materiales

ABS (impresión 3D FDM)
PA12 (impresión 3D SLS)
iglide® I180 (impresión 3D FDM)
iglide® J260 (impresión 3D FDM)
iglide® I3 (impresión 3D SLS)
iglide® W300 (moldeo por inyección)

Desgaste abrasivo en pruebas: prueba de desgaste rotatorio

Resultado de la prueba: El

desgaste de los rodamientos lisos impresos de iglide® I180 es 89.5% menor que el de los rodamientos fabricados con el mismo proceso de plástico ABS, que a menudo se utiliza en la impresión 3D. El rodamiento sinterizado por láser hecho de iglide® I3 exhibió 94.87% menos desgaste que el rodamiento sinterizado por láser hecho de PA12. Solo los rodamientos impresos a partir del filamento especial iglide® J260 y moldeados por inyección de iglide

® W300 tuvieron mejores valores.

En la prueba de desgaste, los rodamientos hechos de polímero deslizante impreso en 3D funcionan mucho mejor que los rodamientos hechos de plásticos regulares, independientemente del proceso de fabricación.

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 1 MPa
Velocidad superficial: 0.3 m/s

Materiales del eje:

CF531.1213: acero endurecido
304 SS/AISI 304: acero inoxidable

Eje X: Pruebas de materiales

iglide® I3 (impresión 3D SLS)
iglide® I190 (impresión 3D FDM)
PA12 (impresión 3D SLS)
ABS (impresión 3D FDM)
PA66 (moldeo por inyección)
POM(con torno)
PA66 (con torno)

Eje Y: tasa de desgaste [mg/km] (una tasa de desgaste más baja significa una vida útil más larga)

Rotación bajo el agua

Comparación de tasa de desgaste de materiales iglide® para impresión 3D y moldeo por inyección en aplicaciones submarinas

Parámetros de prueba:

Presión superficial: 1 y 2MPa
Velocidad superficial: 0.3 m/s
Temperatura: 23°C
Material del eje: acero inoxidable 304

Eje X: prueba de material

iglide ® I3 (impresión SLS 3D)
iglide® I8-ESD (impresión SLS 3D)
iglide® J (moldeo por inyección)
iglide® UW (moldeo por inyección)
iglide® UW160 (moldeo por inyección)

Resultado de la prueba:

submarinas.

Eje Y: tasa de desgaste [µm/km]

Ciclos hasta la rotura del engranaje

En esta prueba, un engranaje acciona un rack, y se registra el número de ciclos completados antes de que se rompa el engranaje. Los engranajes impresos en 3D o sinterizados por láser de iglide® duraron el doble que los engranajes fresados de POM.

Eje X: pruebas de materiales

iglide® I3 (impreso)
iglide® I8-ESD (impreso)
POM (fresado)
iglide® I6 (impreso)
iglide® I190 (impreso)
PLA (impreso)
PETG(impreso)
PETG (impreso)
SLA

Parámetros de prueba:

1440°

n = 64rpm
M = 2.25Nm
z= 30 m= 1 b = 6mm

Equipo impreso en 3D en pruebas de vida útil

Eje Y: ciclos hasta la rotura del diente

A excepción del engranaje hecho de POM, los modelos CAD para todos los engranajes probados provienen del configurador de engranajes igus.

Engranajes hechos de polímero resistente al desgaste

POM frente a iglide® I6: tiempo de inactividad en POM, iglide

® I6 casi ningún desgaste abrasivo

Parámetros de prueba:

Torque: 4.9Nm
Velocidad: 12 [rpm]
Contraparte: aluminio anodizado duro
Duración: 2 meses

1. POM: 321,000 ciclos: Alto desgaste
2. POM: 621,000 ciclos: downtime
3. iglide® I6:1 millón de ciclos: bajo desgaste

Resultado dela prueba: Probamos una variedad de polímeros impresos en 3D y fabricados mecánicamente en la prueba de engranajes helicoidales. Ningún otro polímero alcanzó una vida útil tan larga como nuestromaterial iglide® I6resistente al desgaste(en impresión SLS 3D). Los engranajes helicoidales hechos de iglide® I6 también se utilizan dentro de nuestro sistema modular indefinido.

Baja fricción abrasiva debido a los polímeros tribológicos de la impresora 3D

El desgaste es un aspecto importante de las piezas en aplicaciones móviles. Los polímeros resistentes al desgaste como nuestros materiales iglide® son la solución para minimizar el desgaste y aumentar la vida útil de las piezas. Debido a las propiedades tribológicas, los materiales iglide® son perfectos para todas las áreas de aplicación en las que un buen coeficiente de fricción y un desgaste muy bajo son importantes.

El laboratorio de pruebas igus® cubre 3,800m². En una extensa serie de experimentos, igus está investigando y desarrollando nuevos materiales de impresión 3D para aplicaciones móviles en el laboratorio de pruebas más grande de la industria. Todos los materiales se prueban con respecto a sus propiedades tribológicas en diferentes series de prueba para minimizar el desgaste y los intervalos de mantenimiento. Son particularmente de baja fricción y resistentes al desgaste y aseguran una operación autolubricante y de bajo mantenimiento. los polímeros iglide® ofrecen muy buenas propiedades tribológicas y aseguran una vida útil más larga para los componentes poliméricos.

En nuestro laboratorio de pruebas, probamos continuamente propiedades tribológicas de piezas impresas en 3D según DIN ISO 7148-2. La serie de pruebas cubre movimientos lineales, pivotantes y rotativos sobre diferentes materiales del eje

Con nuestro filamento iglide® J260-PF, los valores de fricción y desgaste fueron bajos en todas las pruebas, mientras que el material ABS estándar falló rápidamente la prueba giratoria en el eje de acero inoxidable. Los cojinetes lisos impresos hechos del filamento especial iglide® tenían una resistencia al desgaste similar a las piezas estándar moldeadas por inyección iglide® en todas las plataformas de

prueba.

Gracias al plástico resistente al desgaste iglide® I3 y una forma de diente optimizada, nuestros engranajes impresos en 3D logran una vida útil más larga que los materiales estándar.

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Polímeros resistentes al desgaste: componentes impresos en 3D en el laboratorio de pruebas de tribología

Se ha demostrado que las piezas de baja fricción duran hasta 50 veces más que los materiales de impresión 3D estándar

Trazo Largo Lineal

Parámetros de prueba:

Y = tasa de desgaste [μm/km]

Resultado de la prueba:

Lineal de Carrera Corta

Parámetros de prueba:

Y = tasa de desgaste [μm/km]

Resultado de la prueba:

Parámetros de prueba:

Materiales del eje:

Eje X: pruebas de materiales

Pivotación

Parámetros de prueba:

Y= tasa de desgaste [µm/km]

Resultado de la prueba:

Parámetros

Materiales del

Eje X: pruebas de materiales

Pivotante Carga Pesada

Parámetros de prueba:

Y= tasa de desgaste [µm/km]

Resultado de la prueba:

Pivotación bajo el agua

Parámetros de prueba:

Eje X: material de prueba

Resultado de la prueba:

Tuerca de accionamiento

Parámetros de prueba:

Y = tasa de desgaste [mg/km]

Resultado de la prueba:

giratorio

Parámetros de prueba:

**Y = coeficiente de fricción [-]**X = duración [h]

Resultado de la prueba:

rotatorio

Parámetro de prueba:

Eje Y: tasa de desgaste [mg/km]

Resultado de la prueba: El

Parámetros de prueba:

Materiales del eje:

Eje X: Pruebas de materiales

Rotación bajo el agua

Parámetros de prueba:

Eje X: prueba de material

Resultado de la prueba:

Ciclos hasta la rotura del engranaje

Parámetros de prueba:

1440°

Engranajes hechos de polímero resistente al desgaste

Parámetros de prueba:

Baja fricción abrasiva debido a los polímeros tribológicos de la impresora 3D

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Y = coeficiente de fricción [-]X = duración [h]