Piezas delicadas para una armonía perfecta: impresión y entrega rápidas

• Qué se necesitaba: Componentes para la cápsula del martillo de un piano
• Proceso de fabricación: Sinterizado selectivo por láser con polvo SLS
• Requisitos: Piezas de ajuste preciso, de baja fricción y resistentes al desgaste
• Material: iglidur® i3
• Industria: Industria musical
• Éxito gracias a la colaboración: producción rentable de piezas funcionales a medida, mayor resistencia a la humedad y a la intemperie, durabilidad

La aplicación de un vistazo:
En la fabricación tradicional de pianos, la mayoría de los componentes son de madera. Para contrarrestar la susceptibilidad de la madera a los cambios de humedad o temperatura ambiente, Phoenix Pianos desarrolló el sistema de martillos D3D bajo la batuta de Richard Dain. La acción del martillo, responsable de producir el sonido, consiste casi exclusivamente en fibra de carbono y plástico en la versión revisada. El plástico de alto rendimiento tribológicamente optimizado iglidur® i3 se utilizó para los componentes móviles y fijos de la cápsula del martillo. Los martillos de tope sinterizados por láser permiten reproducir con precisión los componentes originales, mejoran las características sonoras, aumentan la vida útil y reducen los costes de mantenimiento.

La madera, como material de construcción, está en el centro de la tradición secular de la fabricación de pianos. En particular, la acción del martillo, con el que se golpean las cuerdas del piano, requiere un alto grado de precisión y, por tanto, un elevado nivel de mantenimiento. La susceptibilidad de la madera a la humedad y la temperatura elevadas era sólo una de las muchas razones por las que el director de la empresa británica Phoenix Pianos buscaba una alternativa más resistente. Sin embargo, los materiales alternativos tenían que cumplir los requisitos existentes para los componentes de filigrana que encajan con precisión en la mecánica y funcionan con poca fricción. Al mismo tiempo, las piezas están expuestas a un alto grado de desgaste debido a un número infinito de pulsaciones.

Para la cápsula del martillo, que consta de un componente móvil y un componente fijado al piano, igus® pudo fabricar un prototipo mediante un proceso aditivo. En lugar de madera, se utilizó para las piezas el iglidur® i3 optimizado para el deslizamiento, un SLS-plástico resistente al desgaste que cumple los requisitos de la construcción de pianos en cuanto a temperatura o humedad. Al mismo tiempo, la impresión 3D permite la producción rápida de piezas idénticas. De este modo, los reajustes regulares para evitar tonos laterales no deseados pueden reducirse al mínimo. El color similar al marfil de iglidur® i3 redondea las piezas funcionales y no sugiere plástico a primera vista en la construcción clásica de pianos.

El mecanismo con el que un pianista produce sonidos en el piano es básicamente muy sencillo. En el interior del piano hay una cuerda por tecla. Al pulsar una tecla se activa un mecanismo en el que un martillo sujeto a un mango golpea la cuerda correspondiente. En la fabricación tradicional de pianos, el carpe se utilizaba como material para los componentes fijos de este mecanismo de martillos. Sin embargo, la madera reacciona con sensibilidad a los cambios de temperatura y humedad, lo que repercute en el sonido del piano. Por ello, el piano debe afinarse y revisarse con regularidad. Para el director de Phoenix Pianos, Richard Dain, ésta era una buena razón para revisar la acción del martillo. Como ingeniero y pianista aficionado, se fijó el objetivo de sustituir las piezas de madera susceptibles a la intemperie por materiales más duraderos sin tener que comprometer el sonido. Sustituyó el mango del mecanismo del martillo por un complejo tejido de fibra de carbono, muy estable y ligero al mismo tiempo. La uniformidad y la ligereza permiten un rendimiento de primera clase y resistente al clima. Dain trabajó con el equipo de impresión 3D de igus® GmbH para el resto de componentes de la cápsula del martillo, que consta de un elemento fijo y otro móvil.

La colaboración de Richard Dain con el equipo de impresión 3D de igus® GmbH dio como resultado el sistema de martillos D3D, en el que cada pieza de madera se sustituye por una pieza de plástico. El proceso de sinterización láser permitió fabricar y probar un prototipo de la cápsula del martillo en muy poco tiempo. La ventaja del proceso es el nivel de detalle con el que se puede imprimir la forma deseada de los componentes. Con el plástico iglidur® i3 desarrollado específicamente para el sinterizado láser, Dain encontró rápidamente lo que buscaba. Los nuevos componentes iglidur® del mecanismo del martillo son particularmente resistentes al desgaste y prometen un diseño duradero y consistente del mecanismo. Los componentes de la cápsula están conectados con un pasador metálico, que tiene un coeficiente de fricción particularmente bajo en combinación con el plástico iglidur®.

El nuevo sistema también ha demostrado su eficacia en las pruebas prácticas: los pianistas comparan el cambio con pasar de un modelo Ford T a un Ferrari. Tras un periodo inicial de familiarización, son capaces de producir más potencia con menos esfuerzo y crear así un vínculo completamente nuevo con el instrumento.

Gracias al material iglidur® i3 SLS, fue posible cumplir, si no superar, los requisitos de la nueva cápsula de martillo. La alta resistencia al desgaste del plástico está precisamente diseñada para aplicaciones deslizantes y los componentes permanecen estables gracias a la resistencia del material. Además, las piezas encajan con precisión y son hasta 50 veces más resistentes al desgaste que otros plásticos, lo que garantiza un movimiento mecánico constante incluso después de muchos miles de paradas.

iglidur® i3 tiene una gran solidez y resistencia a la intemperie y, según Dain, podría incluso superar la vida útil del propio piano. Como el plástico iglidur® está enriquecido con lubricantes sólidos, los componentes fabricados con él funcionan sin lubricación ni mantenimiento en seco. A esto se añade el color marfil del material, que refuerza el aspecto general del mecanismo de percusión.

La producción de componentes personalizados a partir de iglidur® i3 sólo lleva de 1 a 3 días y es económica a partir del tamaño de lote 1, ya que no hay costes de herramientas ni de reprocesamiento. El pedido se realiza de forma rápida y sencilla a través del servicio de impresión 3D en línea: El modelo 3D del componente requerido puede cargarse como archivo STEP a través de la ventana del navegador. El modelo, el precio y la escala de precios en función del material, así como el tiempo de producción se muestran inmediatamente. La fabricabilidad del componente en el proceso seleccionado se comprueba inmediatamente y se marcan las posibles áreas problemáticas. Las piezas impresas pueden alisarse, colorearse o procesarse mecánicamente si es necesario.