Fabrication économique d'une unité d'entraînement complexe pour un système de dosage de médicaments

• Solution requise : une roue conique complexe et un élément d'entraînement dans l'unité de séparation
• Mode de fabrication : frittage sélectif par laser
• Exigences : compacité, absence d'entretien, durée de vie de plus de 5 ans
• Matériau : iglidur I3
• Secteur : secteur médical
• Bénéfice de la coopération : fabrication économique et rapide de pièces complexes, longue durée de vie, disposition simple et individuelle des pièces dans l'espace de montage

 
Brève description de l'application :
La société JDM Innovation GmbH avait besoin d'un module d'entraînement composé d'une roue conique et d'un entraînement linéaire pour l'unité de séparation d'un système de distribution de médicaments mis dans des sachets individuels. Le système de dosage devait distribuer des sachets de médicaments répondant à un calendrier de traitement préalablement programmé. Elle avait besoin pour cela de pièces fiables et sans entretien logeant dans un espace restreint et capables de fonctionner pendant plus de 5 ans. Les roues dentées standards posaient toutefois problème aux ingénieurs. Elles supposaient en effet un montage pièce par pièce compliqué, s'opposant ainsi à une production en série du système de dosage. Un problème qui a été résolu à l'aide du service d'impression 3D igus. La roue conique et l'entraînement linéaire nécessaires ont été mis au point par CAO en tenant compte des contraintes de l'espace de montage. Les pièces ont ensuite été fabriquées par frittage sélectif par laser et aussitôt mises en place. Le polymère iglidur I3 de la société igus a permis non seulement de réaliser des pièces aux formes complexes mais aussi de répondre aux exigences en matière de durée de vie. Les unités de séparation et les roues dentées ont été installées dans quelque 400 appareils qui distribuent des médicaments jusqu'à 5 fois par jour. Les pièces avaient passé avec succès le test d'endurance préalable de 25.000 coupes.
 

Le distributeur délivre des médicaments sous blister individuel, de manière fiable et à un moment préalablement programmé.

Une pièce d'usure à longue durée de vie avec l'iglidur I3

L'iglidur I3 renferme des lubrifiants solides qui le rendent sans graisse et sans entretien, un avantage notamment dans les applications où l'hygiène joue un grand rôle. Outre cet aspect hygiène, les pièces en iglidur I3 conviennent aussi à toutes les applications soumises à de l'usure. Les tests effectués dans le laboratoire igus ont confirmé une résistance à l'abrasion 3 à 30 fois meilleure que celle des matériaux conventionnels pour le frittage laser. Les pièces possèdent aussi une grande résistance mécanique et conviennent donc parfaitement à la fabrication de roues droites, de roues coniques, d'écrous d'entraînement, d'éléments de glissement spéciaux et de rotules lisses. Un essai avec des roues dentées l'a confirmé. Les roues droites en iglidur I3 y ont obtenu une durée de vie 5 fois plus longue que des roues dentées fraisées en POM.

Spécialiste des roues dentées imprimées, igus propose différents outils en ligne pour la configuration de roues dentées sur mesure. L'outil de calcul de la durée de vie fournit une indication réaliste de la durée de vie de vos roues dentées, basée sur les tests effectués dans le laboratoire de tests igus. Le configurateur de roues dentées et de crémaillères permet de configurer des pièces simplement selon vos propres spécifications. Le calcul en ligne vous fournit immédiatement le prix unitaire exact de votre pièce.

L'unité d'entraînement en iglidur I3 a réussi sans problème les tests de la société JDM Innovation GmbH.

Problème

L'espace limité dans le distributeur rendait difficile l'agencement optimal des pièces. La mise en place de l'unité d'entraînement était si compliquée qu'elle ne pouvait être résolue avec des roues dentées standard moulées par injection. La courroie de transport du couteau devait être maintenue sous tension mais cela aurait endommagé l'arbre d'entraînement du moteur électrique. Les éléments d'entraînement n'ont donc pas été disposés comme ils le sont normalement. L'utilisation de roues dentées standard se serait soldée par des compromis au niveau des pièces et par un montage compliqué pièce par pièce. Alors que le distributeur était prévu pour une production en série. De surcroît, les pièces devaient pouvoir fonctionner pendant plus de 5 ans.

Solution

La liberté de conception que procure la fabrication additive a permis d'adapter les pièces aux besoins de l'espace de montage exigu. Les pièces, fabriquées par frittage laser avec de la poudre FSL iglidur I3, ont pu être mises en place directement et testées. La poudre FSL iglidur I3 mise au point pour le frittage sélectif par laser permet aux pièces d'avoir une durée de vie escomptée jusqu'à 30 fois plus longue que celle de pièces en polymère courant. Les pièces ont aussi pu être fabriquées nettement plus rapidement que des pièces moulées par injection. Le délai de livraison est généralement de 2 à 3 jours. Pour les projets urgents, igus peut aussi expédier des pièces dans les 24 heures.

Des formes complexes imprimées sans problème dans des délais extrêmement courts

Le module à roues coniques dans l'unité de dosage du distributeur devait répondre à différentes exigences, notamment en matière de taille. Une courroie déplace un couteau roulant dont le guidage linéaire est assuré par un guidage miniature drylin N. L'arbre imprimé est guidé dans deux paliers igus dans la tôle. L'utilisation de roues dentées standard se serait soldée par des compromis au niveau de la place requise et par un montage compliqué pièce par pièce. Comme le distributeur était prévu pour une production en série, une autre solution a été recherchée. La fabrication additive a permis à l'entreprise de trouver une solution au problème. La conception CAO sur mesure de la roue conique a facilement pu être mise en œuvre par frittage sélectif par laser. L'unité d'entraînement a donc pu être installée dans le peu d'espace disponible dans le distributeur sans avoir à faire de compromis. La longue durée de vie des polymères hautes performances igus a su convaincre la société JDM Innovation GmbH au même titre que l'ajustement précis et la finition détaillée des pièces.

Le plan CAO montre bien le peu d'espace disponible pour accueillir une unité d'entraînement complexe.