Les roues dentées de rechange résistent aux sollicitations élevées en service

• Solution requise : roues dentées spéciales solides pour la remise en état de servomoteurs dans les canons de toit de gros véhicules incendie pour aéroports 
• Mode de fabrication :  frittage par laser
• Exigences : pièces économiques résistant à de fortes sollicitations
• Matériau : iglidur i3
• Secteur : véhicules utilitaires
• Bénéfice de la coopération :les roues dentées résistent aux fortes sollicitations et ont été utilisées pour l'entretien d'autres véhicules. Le client n'a pas eu besoin de procéder au remplacement coûteux des servomoteurs complets.

Le corps de sapeurs-pompiers de la société Fraport AG assure la protection incendie sur l'aéroport de Francfort s/Main. Ses gros véhicules d'intervention sont équipés de canons de toit qui disposent d'un servomoteur permettant de modifier l'angle du canon. Comme la hauteur est aussi ajustée pendant que le canon expulse de l'eau, le servomoteur est soumis à de fortes sollicitations. Après dix ans d'utilisation, les roues dentées se trouvant à l'intérieur étaient usées et les canons de toit ont dû être remis en état.
 

Pour la remise en état des canons de toit de ses gros véhicules d'intervention, le corps de sapeurs-pompiers de la société Fraport AG avait besoin de roues dentées sur mesure capables de résister à de fortes sollicitations.

Problème

Les roues dentées fraisées en polymère se trouvant dans le servomoteur du canon de toit étaient usées au bout de dix ans de service et devaient donc être remplacées. Le fabricant a recommandé de changer le servomoteur complet, ce qui est par contre très coûteux. La production de roues dentées spéciales par des procédés de fabrication traditionnels est souvent peu économique et pas toujours possible en raison de formes complexes. 

Solution

Les techniciens d'entretien du corps de sapeurs-pompiers de Fraport AG ne s'y sont pas trompés : Le polymère FSL iglidur I3 et l'impression 3D sont ensemble la solution idéale pour produire des pièces uniques et des pièces spéciales rapidement et à moindres coûts. Ces polymères iglidur mis au point pour un emploi dans des machines exigeantes renferment des lubrifiants solides qui en allongent la durée de vie et réduisent l'entretien nécessaire. Les roues dentées imprimées en iglidur ont répondu aux attentes et sont maintenant utilisées dans d'autres véhicules sur le périmètre de l'aéroport. 

Les roues dentées sont montées dans un servomoteur dans le canon de toit. Ce moteur fait varier l'angle du canon.

Les canons de toit des gros véhicules d'intervention doivent résister à des sollicitations importantes lorsqu'ils projettent de l'eau.

L'aéroport de Francfort est le plus grand aéroport commercial d'Allemagne. A l'échelle internationale, il compte aussi parmi les principaux aéroports d'Europe en termes de trafic passagers et marchandises. Avec près de 81.000 employés dans quelque 450 entreprises, il constitue le plus grand lieu de travail local d'Allemagne ainsi qu'un pôle d'attraction pour d'autres entreprises dans ce bassin économique important qu'est la région Rhin-Main. Le corps de sapeurs-pompiers de l'aéroport a toujours beaucoup à faire en raison de la quantité d'avions et de véhicules utilitaires ou autres qui y circulent. Pour pouvoir respecter les délais d'intervention prescrits par la loi, les pompiers doivent être en mesure de rallier n'importe quel point du tarmac en trois minutes. La dotation en personnel et en équipement technique des trois postes de pompiers se trouvant sur le périmètre de l'aéroport revêt donc une importance considérable.
 
Aux plus de 115 camions de pompiers se trouvant sur le périmètre de l'aéroport viennent s'ajouter quatorze gros véhicules de lutte contre les incendies pour aéroports. Avec leurs canons de toit, ils peuvent envoyer au moins 5.300 litres d'eau à plus de 80 mètres en une minute seulement. Les sollicitations exercées sur les servomoteurs de ces canons sont donc extrêmement fortes puisqu'ils pilotent la hauteur du jet d'eau en modifiant l'angle.

Cet ajustement de la hauteur se faisant pendant que le canon est en marche, la charge sur les roues dentées est extrêmement élevée.

Des roues dentées en iglidur I3 fonctionnant à la perfection sur de gros véhicules de lutte contre les incendies

Le servomoteur renferme deux roues dentées spéciales en polymère robuste. Après dix ans de bons et loyaux services, ces roues dentées étaient usées. Une remise en état du canon de toit était donc à l'ordre du jour. Le fabricant des véhicules a suggéré aux techniciens d'entretien de changer tout le servomoteur, une recommandation toutefois assortie de coûts importants. Plutôt que de remplacer tout le servomoteur, qui était par ailleurs en parfait état de marche, les techniciens ont décidé d'innover. A l'issue d'une recherche sur internet, ils sont tombés sur la possibilité de faire imprimer des roues dentées à longue durée de vie chez igus et ont décidé de tester le polymère iglidur I3 résistant à l'usure. Pour la conception des roues dentées, ils ont fait appel au configurateur CAO de roues dentées disponible gratuitement en ligne et avec lequel des modèles pour l'impression peuvent être configurés rapidement et simplement.

La fabrication par procédé FSL a pris moins de 3 jours et le client a pu tester rapidement les nouvelles roues dentées. Les tests ont montré que les roues dentées en iglidur I3 étaient à la hauteur des sollicitations. Les techniciens d'entretien en ont donc commandé d'autres pour d'autres véhicules. Impressionnés par la qualité des matériaux et par un service rapide et peu compliqué, ils ont tout de suite fait imprimer une autre pièce, qui pilote les portes pneumatiques des gros véhicules de lutte contre les incendies. Elle a réussi les tests. Cette application imprimée a elle aussi rempli les critères et est maintenant utilisée sur le parc de camions de pompiers de l'aéroport de Francfort.

Pour l'impression de roues dentées, il y a peu de contraintes de forme. Notre service impression 3D peut imprimer des roues dentées de l'unité à 10.000 pièces en 1 à 3 jours et à des coûts raisonnables.

Pourquoi imprimer des roues dentées en iglidur I3 ?

Les polymères iglidur ont été mis au point pour la fabrication de pièces de machine en mouvement. Ils se distinguent par une très grande résistance à l'usure et par la présence de lubrifiants solides incorporés. Ils sont utilisés pour la production de pièces par moulage par injection, par fabrication additive et par usinage mécanique à partir d'ébauches. L'iglidur I3 est une poudre polymère qui a été mise au point pour la fabrication par frittage laser. il se caractérise par une résistance à l'usure et une solidité élevées. Ce n'est pas par hasard qu'il est le best-seller incontesté parmi les matériaux igus dédiés à l'impression 3D.
 
Avec ses propriétés mécaniques, l'iglidur I3 convient tout particulièrement aux roues droites et aux roues coniques ainsi qu'à tous les autres types de roues dentées. Pour les roues hélicoïdales, par contre, il est recommandé de faire appel au matériau iglidur I6, ce polymère ayant été mis au point pour offrir une meilleure faculté de glissement. La durée de vie d'une roue dentée imprimée en iglidur I3 dans une application donnée peut être calculée en ligne, rapidement et simplement, dans l'outil de calcul de la durée de vie des roues dentéesaprès saisie des paramètres de l'application. La très longue durée des roues dentées en iglidur I3 comparée à celle de roues dentées en polymères conventionnels a été démontrée lors de tests effectués dans notre laboratoire de tests. 
 
L'un des grands avantages de la fabrication de roues dentées par impression 3D réside dans la flexibilité qu'elle offre pour la géométrie du pied des dents. Le rayon du pied de la dent peut être optimisé, une optimisation qui permet d'allonger la durée de vie de la roue dentée. Une telle optimisation n'est en règle générale pas possible avec la fabrication mécanique en raison de la taille de l'outil. Nous recommandons l'utilisation de notre configurateur CAO gratuit pour configurer des roues dentées ayant d'office ce rayon de pied de dent optimisé.