Finom alkatrészek a tökéletes harmóniáért - gyors nyomtatással és szállítással

• Amire szükség volt: A zongora kalapácskapszulájához szükséges alkatrészek.
• Gyártási folyamat: Szelektív lézerszinterezés SLS porral
• Követelmények: Pontosan illeszkedő, alacsony súrlódású és kopásálló alkatrészek.
• Anyag: iglidur® i3
• Iparág: Zeneipar
• Együttműködéssel elért siker: testreszabott funkcionális alkatrészek költséghatékony gyártása, jobb nedvesség- és időjárásállóság, tartósság.

Az alkalmazás egy pillantásra:
A hagyományos zongoragyártásban a legtöbb alkatrész fából készül. A fa nedvesség- vagy szobahőmérséklet-változásra való érzékenységének ellensúlyozására a Phoenix Pianos Richard Dain vezetésével kifejlesztette a D3D kalapácsrendszert. A hang előállításáért felelős kalapácsszerkezet az átdolgozott változatban szinte kizárólag szénszálból és műanyagból áll. A kalapácskapszula mozgó és rögzített alkatrészeihez a tribológiailag optimalizált, nagy teljesítményű iglidur® i3 műanyagot használták. A lézerszinterezett ütőkalapácsok lehetővé teszik az eredeti alkatrészek pontos reprodukálását, javítják a hangkarakterisztikát, növelik az élettartamot és csökkentik a karbantartási költségeket.

A fa mint építőanyag áll a zongorakészítés évszázados hagyományának középpontjában. Különösen a kalapácsütés, amellyel a zongora húrjait ütik, nagyfokú pontosságot és ezért magas szintű karbantartást igényel. A fa magas páratartalomra és hőmérsékletre való érzékenysége csak egy volt a sok ok közül, amiért a brit Phoenix Pianos cég karmestere ellenállóbb alternatívát keresett. Az alternatív anyagoknak azonban meg kellett felelniük a filigrán alkatrészekkel szemben támasztott, a mechanikába pontosan illeszkedő és kis súrlódással működő meglévő követelményeknek. Ugyanakkor az alkatrészek a végtelen számú billentyűleütés miatt nagyfokú kopásnak vannak kitéve.

A kalapácskapszula esetében, amely egy mozgatható és egy zongorához rögzített alkatrészből áll, az igus® additív eljárással tudott prototípust készíteni. Az alkatrészekhez fa helyett a csúszásoptimalizált iglidur® i3-t használták, egy kopásálló SLS-műanyagot, amely megfelel a zongoraépítés hőmérsékletre vagy páratartalomra vonatkozó követelményeinek. A 3D nyomtatás ugyanakkor lehetővé teszi az azonos alkatrészek gyors gyártását. A nem kívánt oldalhangok elkerülése érdekében végzett rendszeres utánállítás így minimálisra csökkenthető. Az iglidur® i3 elefántcsont-szerű színe teszi teljessé a funkcionális alkatrészeket, és első pillantásra nem a klasszikus zongorakészítés műanyagára utal.

A mechanizmus, amellyel a zongorista hangokat hoz létre a zongorán, alapvetően nagyon egyszerű. A zongora belsejében billentyűnként egy-egy húr van kifeszítve. Egy billentyű megnyomása egy olyan mechanizmust indít be, amelyben egy fogantyúhoz rögzített kalapács leüti a megfelelő húrt. A hagyományos zongorakészítés során a kalapácsmechanizmus rögzített alkatrészeinek anyagául gyertyánbükkfát használtak. A fa azonban érzékenyen reagál a hőmérséklet és a páratartalom változásaira, és ez hatással van a zongora hangjára. Ennek következtében a zongorát rendszeresen újra kell hangolni és szervizelni. A Phoenix Pianos karmestere, Richard Dain számára ez jó ok volt a kalapácsmechanika felülvizsgálatára. Mérnökként és amatőr zongoraművészként azt a célt tűzte ki maga elé, hogy az időjárásnak kitett fa alkatrészeket tartósabb anyagokra cseréli anélkül, hogy a hangzás terén kompromisszumot kellene kötnie. A kalapácsmechanika fogantyúját összetett szénszálas szövetre cserélte, amely egyszerre nagyon stabil és könnyű. Az egyenletesség és a könnyű súly lehetővé teszi az első osztályú, időjárásálló teljesítményt. Dain az igus® GmbH 3D nyomtatási csapatával dolgozott együtt a kalapácskapszula többi alkatrészén, amely egy fix és egy mozgatható elemből áll.

Richard Dain együttműködése az igus® GmbH 3D nyomtatási csapatával a D3D kalapácsrendszert eredményezte, amelyben minden egyes fa alkatrészt egy műanyag alkatrész vált fel. A lézeres szinterelési eljárás lehetővé tette, hogy nagyon rövid idő alatt legyártják és teszteljék a kalapácskapszula prototípusát. Az eljárás előnye az a részletesség, amellyel az alkatrészek kívánt alakja kinyomtatható. A kifejezetten lézerszinterezéshez kifejlesztett iglidur® i3 műanyaggal Dain gyorsan megtalálta, amit keresett. A kalapácsmechanizmus új iglidur® alkatrészei különösen kopásállóak, és a mechanizmus tartós és következetes kialakítását ígérik. A kapszula alkatrészei egy fémcsappal vannak összekötve, amely az iglidur® műanyaggal kombinálva különösen alacsony súrlódási együtthatóval rendelkezik.

Az új rendszer a gyakorlati teszteken is bizonyított: a zongoristák a váltást ahhoz hasonlítják, mintha egy Ford T modellről egy Ferrarira váltanának. A kezdeti megszokási időszak után kisebb erőfeszítéssel nagyobb teljesítményt tudnak produkálni, és így teljesen újfajta kötődést alakítanak ki a hangszerrel.

Az iglidur® i3 SLS anyagnak köszönhetően sikerült teljesíteni, ha nem túlszárnyalni az új kalapácskapszulával szemben támasztott követelményeket. A műanyag magas kopásállósága pontosan a csúszó alkalmazásokhoz lett kialakítva, az alkatrészek pedig az anyag szilárdságának köszönhetően stabilak maradnak. Emellett az alkatrészek pontosan illeszkednek, és akár 50-szer kopásállóbbak, mint más műanyagok, ami sok ezer megállás után is biztosítja az egyenletes mechanikai mozgást.

Az iglidur® i3 nagy szilárdsággal és időjárásállósággal rendelkezik, és Dain szerint akár magának a zongorának az élettartamát is meghaladhatja. Mivel az iglidur® műanyag szilárd kenőanyagokkal dúsított, a belőle készült alkatrészek száraz üzemben kenés- és karbantartásmentesen futnak. Ehhez jön még az anyag elefántcsont-szerű színe, amely támogatja a kalapácsszerkezet általános megjelenését.

Az iglidur® i3 egyedi alkatrészek gyártása mindössze 1-3 napot vesz igénybe, és már az 1. tételnagyságtól kezdve gazdaságos, mivel nem merülnek fel szerszámozási és utómunkálati költségek. A megrendelés gyorsan és egyszerűen az online 3D nyomtatási szolgáltatáson keresztül történik: A kívánt alkatrész 3D modellje STEP fájlként feltölthető a böngészőablakon keresztül. A modell, az ár és az anyagtól függő árskála, valamint a gyártási idő azonnal megjelenik. Az alkatrész gyárthatóságát a kiválasztott folyamatban azonnal ellenőrzi, és megjelöli a lehetséges problémás területeket. A kinyomtatott alkatrészeket szükség esetén simítani, színezni vagy mechanikusan megmunkálni lehet.