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Elementos deslizantes en el acelerador de aro en el volante para vehículos especiales

Fabricación rápida y económica de piezas especiales complejas

  • Qué se necesitaba: elementos deslizantes especiales con formas complejas
  • Método de fabricación: sinterización selectiva por láser
  • Requisitos: propiedades de deslizamiento optimizadas, autolubricación, durabilidad
  • Material: iglidur I3
  • Sector: automoción
  • Beneficios para el cliente:  fabricación rentable y rápida de pequeños volúmenes. Componentes duraderos con funcionamiento sin lubricación.
Los conductores de automóviles que no pueden utilizar las piernas ahora pueden acelerar con las manos en el volante gracias al acelerador de aro digital Darios. Desarrollado por Kempf en Alsacia, el elegante y discreto acelerador de aro garantiza una conducción segura y cómoda, y puede integrarse en la mayoría de los vehículos de transmisión automática. El desafío al que se enfrentaron los ingenieros a la hora de adaptar el acelerador de aro a los volantes planos fue conseguir que el anillo se deslizara por la esquina. La solución adoptó la forma de deslizadores especiales fabricados con el plástico de impresión 3D iglidur I3 y le valió a la empresa el premio manus 2019 a las soluciones innovadoras de cojinetes de plástico.
 
El plástico de sinterización láser autolubricante iglidur I3 permite el servicio de impresión 3D fabricar piezas especiales complejas en 24 horas. Las piezas impresas con plásticos iglidur destacan por su alta resistencia al desgaste y su vida útil calculable.  
 
 

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La posición del acelerador de aro es detectada por dos sensores y transmitida a través de una conexión por cable a un ordenador situado bajo el panel lateral.  Cada modelo de volante se mide con un escáner 3D para integrar de forma óptima el mecanismo, los sensores y una placa de circuito impreso DARIOS. Fuente: Kempf


Problema

Para fabricar los aceleradores de aro para volantes planos, el cliente necesita periódicamente elementos deslizantes que se unen y se deslizan sobre un anillo metálico. Se necesitan más de 200 elementos para cada volante. La única opción para realizar este movimiento es el diseño de elementos deslizantes especiales con una geometría compleja que implica numerosos socavados, por lo que la producción con métodos de fabricación convencionales no solo es difícil, sino también muy costosa. Dado que los dispositivos de ayuda a la conducción de Kempf tienen una garantía de 30 años, los elementos deslizantes especiales deben ser extremadamente duraderos y fiables. Los componentes no pueden lubricarse, ya que están instalados permanentemente dentro de la funda de cuero del aro.

Solución

Las estructuras complejas y los socavados de los elementos deslizantes solo pueden producirse de forma eficaz con la fabricación aditiva. iglidur I3, un plástico de alto rendimiento con propiedades de deslizamiento optimizadas, proporcionó a Kempf el material ideal para imprimir los delicados elementos. Fabricados mediante sinterización selectiva por láser en 24 horas, los elementos deslizamientos no requnecesitan lubricación ni mantenimiento para moverse con suavidad. A pesar de la gran cantidad de pedidos (más de 10.000 unidades por pedido), la gran complejidad de los elementos deslizantes especiales hizo que la impresión 3D fuera aún más económico que el moldeo por inyección.  


Volante con acelerador de aro Kempf El acelerador de aro digital Darios permite acelerar con las dos manos en el volante. El conductor puede dirigir el volante y acelerar con una mano y accionar el freno manual de la derecha con la otra. Fuente: Kempf

Conducir solo con las manos: Darios, el acelerador de aro digital en el volante

 «El acelerador es el mejor producto del mercado en términos de calidad. La mano de obra es inigualable y su fiabilidad no tiene límite. Hasta ahora, he recorrido un total de 785.000 km sin ningún problema técnico. Sí, 785.000 km, lo que equivale a dar 19.625 veces la vuelta al mundo».
 
Esta es una de las muchas opiniones de clientes que han utilizado Darios. Después de todo, no es de extrañar que Kempf destaque la alta calidad de sus productos y ofrezca a sus clientes una garantía de 30 años para todos sus dispositivos de ayuda a la conducción.
 
La empresa Kempf fue fundada en 1955 por Hans Kempf, quien experimentó dificultades para caminar después de sufrir poliometritis. Como mecánico entusiasta, inventó el acelerador de aro para poder conducir con las dos manos en el volante. En el momento de su muerte, en 2002, había adaptado más de 100.000 vehículos.
 
El sistema de aceleración manual desarrollado por Kempf es el único disponible en el mercado que se adapta a la velocidad del vehículo: a bajas velocidades, la aceleración es suave, progresiva y económica, mientras que a altas velocidades, la aceleración es dinámica para garantizar una conducción más segura y hacer posible que el conductor realice maniobras de adelantamiento rápidas con precisión y facilidad. Se mantienen todas las funciones habituales del volante, como el ajuste, el airbag y el claxon. Los pedales también pueden seguir utilizándose. El sistema Darios pueden desactivarse mediante un interruptor para que los demás conductores puedan manejar el vehículo de la forma habitual.

Volante Kempf para personas con discapacidad. El acelerador de aro puede instalarse en casi todos los coches con transmisión automática. Se integra perfectamente y con elegancia en el diseño del interior. Fuente: Kempf

Aceleración precisa gracias al elemento de deslizamiento de libre movimiento

Para acelerar, el anillo se presiona en la dirección del volante. Solo se necesita una cantidad muy pequeña de fuerza para esto (aprox. 3 newtons). El recorrido entre el ralentí y la aceleración total es de solo 18 mm aproximadamente. Cuando el volante vuelve a la posición recta después de una curva, el elemento deslizante que gira libremente permite una aceleración precisa al salir de la curva, independientemente de la posición del volante. Ambas manos pueden permanecer en el volante cuando se acciona el Darios, por lo que el anillo del acelerador también puede accionarse con una sola mano para, por ejemplo, accionar el freno de mano con la otra.  
 
Con su fina cubierta de cuero, el aro acelerador se integra armoniosamente en el interior de los vehículos y, a petición, se puede elegir incluso el color. Como muchos coches tienen ahora volantes planos, se ha desarrollado Darios 211. Este anillo acelerador es plano y además tiene un elemento deslizante que gira libremente. Pero, ¿cómo se puede equipar un anillo plano con un elemento deslizante? 

Los componentes impresos en 3D hacen posible que el acelerador de aro tenga un diseño plano Muchos vehículos nuevos tienen volantes planos. Por lo tanto, el acelerador de aro debía tener un diseño plano para estos vehículos, lo que planteó a los desarrolladores algunos problemas técnicos difíciles. Fuente: Kempf

Más de 200 elementos deslizantes especiales de iglidur I3 garantizan un deslizamiento sin fricción

La nueva tendencia de equipar los vehículos con volantes planos en lugar de redondos supuso un gran reto para los ingenieros de Kempf. Para un volante plano, es necesario un acelerador de aro tan plano como el volante, tanto por razones técnicas como estéticas. El discreto dispositivo que parece ser una parte natural del vehículo está, en realidad, lleno de numerosos y complejos detalles. Equipar un acelerador de aro redondo con un manguito deslizante es relativamente fácil. Cubrir un acelerador de aro plano con un elemento que gire tan libremente como uno redondo requiere una solución técnicamente compleja.  
 
Los desarrolladores de productos de Kempf encontraron esta solución en colaboración con el equipo de impresión 3D de igus. En el nuevo Darios 211, el primer acelerador de aro plano, se utilizan componentes de fabricación aditiva hechos de polímero iglidur I3 que tiene características de deslizamiento optimizadas. El acelerador de aro plano tiene más de doscientos elementos de este tipo que se unen de forma flexible. Forman un aro deslizante alrededor del núcleo metálico plano del anillo acelerador y permiten así un deslizamiento sin fisuras del manguito. Por esta solución especialmente innovadora, la empresa Kempf recibió el Premio Manus de Bronce en la Feria de Hannover de 2019.

Elementos deslizantes especiales impresos en 3D con formas complejas Un acelerador de aro Darios 211 contiene más de 200 elementos deslizantes especiales que permiten el deslizamiento sin fricción de la funda de cuero sobre el aro metálico. Fuente: Kempf

Ventajas de los elementos deslizantes especiales impresos de iglidur I3

Los ingenieros decidieron fabricar los elementos deslizantes de diseño complejo en impresión 3D, ya que el método de moldeo por inyección era muy complicado y, por tanto, cara debido a los numerosos rebajes. La fabricación aditiva apenas impone restricciones en cuanto a las normas de diseño, lo que hace que la fabricación de componentes con geometrías complejas resulte económica. Por lo tanto, tampoco hay costes de herramientas.
 
Una de las razones más importantes para elegir iglidur I3 como material para la fabricación de los elementos deslizantes especiales fueron los lubricantes sólidos que contiene el material. Por lo tanto, el mantenimiento de los componentes no es necesario y su vida útil aumenta considerablemente, ya que apenas hay desgaste. iglidur I3 es un polvo SLS que puede ser procesado por todas las máquinas de sinterización láser convencionales. El polvo se funde con un láser capa tras capa, lo que permite reproducir con precisión las estructuras finas. Dependiendo del tamaño del componente, se pueden fabricar varios miles de piezas en un proceso de impresión que dura aproximadamente 24 horas. El cliente se beneficia no solo del elevado ahorro de costes, sino también de la inmejorable rapidez de fabricación y entrega. Otra característica especial que solo el sinterizado láser permite en esta forma es la impresión de embalajes para las piezas delicadas en el mismo proceso de impresión. Se evitan los costes de embalaje y el trabajo que conlleva y no hay riesgo de que los componentes individuales se pierdan o se dañen.
 
iglidur I3 es, con diferencia, el plástico de impresión 3D más utilizado en el servicio de impresión 3D de igus. Además de su idoneidad para diferentes aplicaciones de deslizamiento, demuestra sus puntos fuertes como uno de los mejores plásticos del mercado para los .  

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