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3D-gedrucktes Lagergehäuse: Bowman revolutioniert die Lagerindustrie mit seinen Hochleistungsteilen

Bowman stellt 3D-gedruckte Industrieteile mit HP 3D-Druckverfahren her.

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Industrie

Industrie: Maschinen und Anlagen

Material

HP 3D High Reusability2 PA 11

Die Herausforderung

Herstellung eines branchenführenden Sortiments an geteilten Industrierollenlagern, die einfacher zu montieren sind und die Leistung erhöhen.

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Technologie

HP Multi Jet Fusion Technologie

HP Jet Fusion 4200 3D-Drucker

Ergebnisse

Mit HP MJF erfanden die Bowman-Ingenieure ein neues Design für 3D-gedruckte Lagergehäuse und Dichtungen, wodurch sie Aspekte des Lagers verbessern konnten.

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HERAUSFORDERUNG

Die Suche nach disruptiver Technologie

Lagergehäuse können zu den wichtigsten Faktoren für die Leistung eines Lagers gehören. Sie sind auch der komplexeste Teil eines Lagers. 

Bowman International ist einer der führenden Hersteller und Lieferant von Gleitlagern in Großbritannien und in ganz Europa. 

Die Standardreihe an Lagergehäusen wurde traditionell aus Stahl, Bronze oder Aluminium hergestellt. Diese Metalle können zu Geräuschen und Vibrationen während des Betriebs führen, was die Haltbarkeit des Materials und die Qualität des Teils beeinträchtigt. 

Äußerst komplexe Geometrien machten es für Bowman unmöglich, traditionelle Verfahren wie das Spritzgießen zu verwenden, um die Tausenden von Lagergehäusen zu produzieren, die sie pro Monat herstellen mussten.

Bowman setzte für den 3D-Druck von Werkzeugen und Teilen zunächst die SLS-Technologie ein. Diese Technologie erhöhte jedoch die Wahrscheinlichkeit von Verformungen und inkonsistenten mechanischen Eigenschaften des Endteils und war daher nicht geeignet, um zuverlässige 3D-gedruckte Werkzeuge herzustellen. 

Angesichts dieser Herausforderung suchte Bowman nach neuen Wegen für die Konstruktion und Fertigung seiner Teile und entschied sich schließlich für die HP Multi Jet Fusion (MJF) Technologie, um von der Prototypenfertigung in die Produktion und anschließend in die Serienfertigung zu gelangen, insbesondere für Lagergehäuse und Dichtungen.

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"Mit der HP MJF Technologie verbinden wir eine großartige Zukunft.
Was wir hier tun, eröffnet eine ganz neue Welt der Möglichkeiten."

Jacob Turner, Head of Additive Production, Bowman International

LÖSUNG

Mit HP Multi Jet Fusion Technologie 3D-gedruckte Lagergehäuse

Mithilfe der Konstruktionsmöglichkeiten des 3D-Drucks, insbesondere mit HP MJF, haben die Techniker von Bowman ein neues, zum Patent angemeldetes Design für 3D-gedruckte Lagergehäuse und Dichtungen entwickelt, das es ihnen wiederum ermöglichte, andere Aspekte des Lagers zu verändern.

"Da wir ein komplexeres Design entwickelt haben, konnten wir die anderen Komponenten innerhalb der Lagerbaugruppe vereinfachen", sagt Chris Perry-Westlake, Production Engineer bei Bowman. 

"Auf diese Weise konnten wir die Anzahl der verschiedenen Komponenten im Lager um bis zu 75 % reduzieren." 

Die Verwendung des HP 3D HR PA 11 Materials ermöglichte Bowman den 3D-Druck von Teilen, die folgende Vorteile aufweisen:

  • Verbesserte Bruchdehnung beim Zusammenbau von Teilen
  • Verbesserte Leistung
  • Weniger Wartung und weniger Ersatzteile
  • Einfachere Montage und kostengünstigere Herstellung, was ein großer Vorteil beim Einsatz in potenziell schwierigen industriellen Umgebungen ist

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ERGEBNISSE

Verbesserungen bei 3D-gedruckten Industrieteilen

Bowman entschied sich weiterhin für den 3D-Druck von Lagern mit HP MJF, "weil wir in der gleichen Zeit 5- bis 7-mal mehr Komponenten herstellen konnten", so Perry-Westlake.

Bisher erforderte der 3D-Druck von Lagern eine Vorlaufzeit von 12 bis 14 Wochen. Durch den Einsatz der HP MJF Technologie für den 3D-Druck dieser industriellen Teile konnte die Vorlaufzeit jedoch auf nur eine Woche verringert werden. 

Jacob Turner, Head of Additive Production bei Bowman, merkte an, dass Bowman durch den 3D-Druck von Lagerkäfigen mit der MJF Technologie „die gesamte Tragfähigkeit der Lager um 30, 40 oder sogar 50 % erhöhen und damit die Lebensdauer eines herkömmlichen geteilten Lagers um das 3- bis 5-Fache verlängern kann".

Das neu konstruierte geteilte Rollenlager verfügt nun über 3D-gedruckte Lagergehäuse, die nicht nur die radialen Tragfähigkeiten um 70 %, sondern auch die axiale Belastung um 1.000 % erhöhen. Zudem bieten 3D-gedruckte Dichtungen bessere Eigenschaften in Bezug auf Verschleiß und Handhabung.

"Für uns war HP Multi Jet Fusion ein gewaltiger Schritt nach vorne in Bezug auf die Leistung, die Anzahl der Teile, die wir herstellen konnten, und die isotropen Eigenschaften", sagte Turner.

Durch die hochentwickelten Konstruktions- und Fertigungskapazitäten kann sich Bowman jetzt auf die Belieferung des globalen Markts mit JHB Split-Lagern sowie die Entwicklung neuer Anwendungsbereiche sowohl im Bereich der additiven Fertigung als auch des 3D-gedruckten Lagerdesigns konzentrieren.

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Weitere Fallstudien

  1. Alle Bilder sind Daten, die mit freundlicher Genehmigung von Bowman Additive Production zur Verfügung gestellt wurden
  2. HP Jet Fusion 3D-Drucklösungen mit HP 3D High Reusability PA 11 bieten eine bis zu 70%ige Wiederverwendbarkeit von überschüssigem Pulver und produzieren Charge für Charge funktionsfähige Teile. Zum Prüfen wird das Material einem Alterungsprozess unter realen Druckbedingungen unterworfen und das Pulver über Generationen nachverfolgt (Extremfall der Wiederverwendbarkeit). Aus jeder Generation werden dann Teile hergestellt und auf mechanische Eigenschaften und Genauigkeit geprüft.