Bowman International optimerar design och prestanda av sina kullagerlösningar med HP:s 3d-skrivarteknik Multi Jet Fusion. Genom att skriva ut i polyamidmaterialet PA11 får kullagren bättre mekaniska och isotropiska egenskaper. Fördelar för slutanvändaren är enklare montering, underhåll och reparation.
Kvaliteten på hållarna i ett kullager, den del som kullagerkulorna monteras i, är en av de mest avgörande prestandafaktorerna. Det är också en av de mest komplexa delarna att tillverka med traditionell teknik. Bowmans standardutbud av hållare tillverkas vanligtvis I stål, brons eller aluminium. Men nackdelen med metallhållare är att de låter mycket och bidrar till vibrationer under körning. Även kvalitet och hållbarhet påverkas negativt. De extremt komplicerade geometrierna i gjorde det omöjligt för Bowman att använda formsprutning för att tillverka de cirka tusen hållare som månadsvolymen ligger på.
Initialt använde Bowman SLS-teknik och polyamid. Men tekniken ökade riskerna för så kallad warpning, det vill säga att materialet ”slår sig”. SLS var därför inget alternativ för att tillförlitligt skriva ut slutprodukter. Med HP:s MJF-teknik hittade den en lösning som gav stöd för både prototyper och volymproduktion, i synnerhet för hållare och tätningar.
Nya möjligheter med 3d-printning
Med de nya konstruktionsmöjligheter som 3d-skrivartekniken medger, har företaget uppfunnit en ny design för hållare och tätningar som man nu sökt patent för. Designen förenklar monteringen av kullagerlösningarna och medför också att man kunnat dra ner på antal lagerförda komponenter med hela 75 procent. Slitstyrkan i PA11 förenklar också monteringen av tätningar och ger en mer kostnadseffektiv tillverkningsprocess, vilket är en stor fördel när Bowmans produkter används i krävande industriella miljöer.
I utvecklingsarbetet upptäckte Bowman att HP:s PA11-material (polyamid) gav bättre brottöjning, en kritisk egenskap vid montering av komponenter. Man såg även förbättrade isotropiska egenskaper. Med båda dessa förbättringar krävs färre komponenter i monteringen, men de bidrar också till enklare underhåll.
Utöver detta, förbättrade man både kullagernas belastningskapacitet och livslängd. De 3d-printade hållarna klarar 70% högre radiell belastning, och 1000% högre axiell belastning. Beräkningar visar att livslängden för delade rullagerenheter med 3d-printade hållare kan användas tre till fem gånger längre än traditionellt tillverkade hållare.
