Startseite
Branchen
DIY
Anwendungsbeispiele
3D-gedruckte Komponenten für DIY-Bewegungssimulator

Lärmarmer Motion-Simulator dank 3D-Druck-Filamenten und Lineargleitlagern

Angenehmes Fahrerlebnis mit igus-Gleitkomponenten

DIY-Autorennsimulatoren erfreuen sich als Hobby immer größerer Beliebtheit. Nach einem langen Tag bei der Arbeit, in der Schule oder bei einer anderen Beschäftigung setzen sich Hobby-Rennfahrer in ihren Simulator und genießen die realistische Bewegungssimulation eines Autos, das mit dem Gelände und der Umgebung interagiert. Die heutige Technologie ermöglicht es dem Fahrer, sich in verschiedene Richtungen zu bewegen. Jedoch geht das mit Geräuschen einher, die durch das Zusammenspiel der vielen mechanischen Komponenten der Anlage entstehen.

Glücklicherweise können die verschleißfesten Kunststoff-Lager von igus den Lärm erheblich reduzieren und gleichzeitig eine stabile und präzise Bewegung der verschiedenen Teile gewährleisten. Im folgenden Anwendungsfall von Herrn Volker Krebs von VKC Services Ltd. wird gezeigt, wie die Geräuschentwicklung in einem Bewegungssimulator reduziert werden kann. Dafür sorgt der Austausch aller metallischen Kugellager und Kugelgewindemuttern durch die tribologisch optimierten Bauteile von igus.

Was wurde benötigt: Geräuscharme Gleitlager und Gewindemuttern zur Stabilisierung der linearen Bewegung innerhalb des Simulators
Herstellungsverfahren: Filamentextrusion (FDM)
Anforderungen: Verschleißfestigkeit, Langlebigkeit, hohe Biegefestigkeit
Material: iglidur i150 & iglidur i190 tribofilamente
Branche: DIY-Lösungen
Erfolg für den Kunden: Verbessertes Fahrerlebnis durch Geräuschreduzierung, weniger Wartungsaufwand durch Schmierfreiheit

Problem

Wie viele Liebhaber simulierter Autorennen hat Herr Krebs normalerweise erst nach der Arbeit Zeit für sein Hobby. Die Geräusche jedoch, die vom Simulator ausgehen, können für andere Haushaltsmitglieder oder sogar Nachbarn störend sein. Der Lärm entsteht einerseits durch das Brummen des Motors, weshalb er einen neuen schallgedämmten Motor eingebaut hat. Unerwünschte Lautstärke verursachen außerdem die Metallkugellager bei der linearen Bewegung auf den Wellen und Aktuatoren des Simulators. Gleiches gilt für Kugelgewindemuttern, die entlang rotierender Gewindespindeln geführt werden. Erklärtes Ziel war es daher, die Reibung zwischen den Komponenten zu verringern und so die Lärmbelästigung zu minimieren.

Lösung

Die selbstschmierenden Eigenschaften der igus-Kunststoffe ermöglichen ein sanftes und geräuscharmes Gleiten. Als Ersatz für Kugellager wurden die Standard-Lineargleitbuchsen drylin® R RJUM-01 und RJM-01 verwendet. Die Buchsen des RJUM-01 Modells passten hervorragend, als sie in den von Herrn Krebs 3D-gedruckten Lagerblöcken befestigt wurden. Wo die Standardgrößen der drylin-Linearbuchsen nicht passten, wurden Buchsen aus dem Filament iglidur i150 3D-gedruckt und ebenfalls in Lagerblöcken angebracht. Der 3D-Druck ermöglichte auch die Herstellung von Gewindemuttern aus iglidur i190, die im Design den ursprünglichen Metallkugelmuttern ähneln.

Wunschteil kostenlos konfigurieren

iglidur i190 Filament im Reibungstest

Die Reibung zwischen einer Gewindemutter und einer Gewindespindel lässt sich kreativ prüfen, indem die Mutter zunächst auf Metallstäben vertikal abgestützt wird. Anschließend wird die Spindel in der Mutter so positioniert, dass ihr Gewicht darauf drückt. Es wird dann überprüft, ob sich die von einem Schrittmotor angetriebene Gewindespindel trotz ihrer vertikalen Aufhängung drehen kann. Dies wäre ein eindeutiger Hinweis darauf, dass sie nicht durch ihr Gewicht blockiert wird und sich daher unter normalen Bedingungen im Simulator reibungsarm drehen kann. Wie im Video zu sehen ist, kann die aufgehängte Spindel innerhalb der aus iglidur i190 gedruckten Gewindemutter uneingeschränkt rotieren.

Mehr über die Besonderheiten des iglidur i190 Filaments

Das Upgrade auf 3D-gedruckte Gleitkomponenten

Herr Krebs genießt, wie viele Besitzer von DIY-Fahrsimulatoren, Online-Autorennen. Bei einem echten Autorennen hört man vielleicht den Motor des Wagens brummen, aber hört man auch das Schleifen von Zahnrädern oder das Bewegen von Wellen? Wahrscheinlich nicht. Um ein realistischeres Fahrerlebnis zu schaffen, sollten daher die mechanischen Geräusche in einem Fahrsimulator auf ein Minimum reduziert werden. Das Ersetzen von Gleitlagern und Gewindemuttern aus Metall durch solche aus dem tribologisch optimierten Polymer von igus wird durch den 3D-Druck erleichtert.

Der Hauptvorteil der additiven Fertigung liegt in der Gestaltungsfreiheit. Basierend auf vorhandenen Lagern, Muttern und den dazugehörigen Lagerböcken können Bauteile mit den gleichen Abmessungen in 3D gedruckt werden. Es kommt auch häufig vor, dass mehrere Befestigungspunkte im Rigg des Simulators Lager in nicht-standardisierten Größen benötigen. In solchen Fällen können Sie zunächst ein CAD-Modell der Gleitkomponente entwerfen und diese durch den 3D-Druck-Service von igus drucken lassen. Das resultierende Teil hält Belastungen von bis zu 54 MPa stand, wenn es aus dem Filament iglidur i150 gedruckt wird, und bis zu 80 MPa, wenn es aus iglidur i190 besteht. Außerdem benötigen die gedruckten Teile selten Wartungsarbeiten, da sie selbstschmierend und verschleißfest sind.

Beim 3D-Druck bietet sich auch die Möglichkeit des Testens an. Wenn Sie einen Drucker besitzen, können Sie einige Ihrer Gleitlager oder Muttern mit iglidur-Drucken ersetzen. Wenn Sie feststellen, dass die Geräuschentwicklung abnimmt, lohnt es sich, auch die übrigen Gleitelemente aus iglidur zu drucken.

Entdecken Sie auch unseren kostenlosen Leitfaden mit Tipps für den Filament-3D-Druck.

Drucktipps hier herunterladen