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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

.

Pruebas lineales de carrera larga

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

Gráfica lineal de prueba de desgaste

Y = tasa de desgaste [μm/km]

  1. ABS (FDM)
  2. iglide® I180 (FDM)
  3. iglide® I3 (SLS)
  4. 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.

Prueba de desgaste carrera corta lineal

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

Gráfica lineal de prueba de desgaste

Y = tasa de desgaste [μm/km]


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

Prueba de desgaste carrera corta lineal

Resultado de la prueba:

Se

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

  1. iglide® I3  (impresión 3D SLS)
  2. iglide® I150 (impresión 3D FDM)
  3. iglide ® I190 (impresión 3D FDM)
  4. PA12 (impresión 3D SLS)
  5. ABS (impresión 3D FDM)
  6. PA66 (moldeo por inyección)
  7. POM (con torno)
  8. 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®

.

Prueba de desgaste: giro

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

Gráfico giratorio de prueba de desgaste

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

  1. iglide® I3 (impresión 3D SLS)
  2. iglide® I150 (impresión 3D FDM)
  3. iglide ® I190 (impresión 3D FDM)
  4. PA12 (impresión 3D SLS)
  5. ABS (impresión 3D FDM)
  6. PA66 (moldeo por inyección)
  7. POM (con torno)
  8. 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)

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

  1. iglide® I3 (impresión SLS 3D)
  2. iglide® I8-ESD (impresión SLS 3D)
  3. iglide® J (moldeo por inyección)
  4. iglide® UW (moldeo por inyección)
  5. 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

.

Tuerca de accionamiento resistente al desgaste

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]

  1. ABS (FDM)
  2. iglide® I180 (FDM)
  3. iglide® J260 (FDM)
  4. iglide® I3 (SLS)
  5. iglide ® J moldeado por inyección
Tuerca de accionamiento resistente al desgaste

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

®.

Prueba de fricción giratoria

Parámetros de prueba:

  • Presión superficial: 1MPa
  • Velocidad superficial: 0.1m/s
  • Material del eje: Cf53
Gráfica rotatoria de prueba de fricción

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

  1. PA12 (SLS)
  2. 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

.

Prueba de desgaste, rotativo

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

  1. ABS (impresión 3D FDM)
  2. PA12 (impresión 3D SLS)
  3. iglide® I180 (impresión 3D FDM)
  4. iglide® J260 (impresión 3D FDM)
  5. iglide® I3 (impresión 3D SLS)
  6. 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


  1. iglide® I3 (impresión 3D SLS)
  2. iglide® I190 (impresión 3D FDM)
  3. PA12 (impresión 3D SLS)
  4. ABS (impresión 3D FDM)
  5. PA66 (moldeo por inyección)
  6. POM(con torno)
  7. 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)

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

  1. iglide ® I3 (impresión SLS 3D)
  2. iglide® I8-ESD (impresión SLS 3D)
  3. iglide® J (moldeo por inyección)
  4. iglide® UW (moldeo por inyección)
  5. 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]

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

  1. iglide® I3 (impreso)
  2. iglide® I8-ESD (impreso)
  3. POM (fresado)
  4. iglide® I6 (impreso)
  5. iglide® I190 (impreso)
  6. PLA (impreso)
  7. PETG(impreso)
  8. PETG (impreso)
  9. SLA
Equipo impreso en 3D en pruebas

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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