Med et særligt design og en slidstærk belægning kan levetiden på pulleyhjul forbedres. Det viser erfaringer fra et ’meget lovende’ MADE Materiale Demonstrationsprojekt, hvor Teknologisk Institut har hjulpet virksomheden CeramicSpeed, så de kan give konkurrenterne baghjul.
På cykler med udvendige gear guides kæden gennem bagskifteren ved hjælp af to små tandhjul, de såkaldte pulleyhjul.
Det er de tandhjul på cyklen, som slides hurtigst, idet kæden altid er i kontakt med dem uanset, hvilket gear der benyttes. Desuden har de en forholdsvis høj rotationshastighed på grund af den lille diameter.
CeramicSpeed, med hovedkontor i Holstebro, er førende indenfor innovativt design af cykeldele og producerer pulleyhjul og andre komponenter til high-end segmentet. De fremstiller desuden lejer til både cykel-, motorsport og fremstillingsindustrien.
Projektet var en succes, da vi har opnået stor viden om slidstyrken af vores pulleyhjul med forskellige belægninger. Det hjælper os til at vælge den rigtige belægning til vores næste generation af aluminiumspulleyhjul
Carsten Ebbesen, R&D Manager hos CeramicSpeed
Næste generations tandhjul
Sammenlignet med konkurrenterne har CeramicSpeed gennem brugen af lejer af høj kvalitet såvel som alternativt tandhjulsdesign med flere tænder opnået nedsat friktion, forbedret guidning af kæden samt øget slidstyrken pga. lavere omdrejningshastighed i deres nuværende pulleyhjul.CeramicSpeed ønskede imidlertid endnu bedre levetid af deres af pulleyhjul. For at teste og udvikle en slidstærk løsning blev virksomheden en del af et MADE Materiale Demonstrationsprojekt, hvor de samarbejdede med Teknologisk Institut. De små tandhjul kan have en stor betydning for den midtjyske SMV:
“For at sikre, at CeramicSpeed yderligere kan distancere sig fra konkurrenterne, er det vigtigt at levetiden på pulleyhjulene øges. Vi har i samarbejde med Teknologisk Institut undersøgt muligheden for at belægge pulleyhjulene med en hård og slidstærk belægning, og det ser pt. meget lovende ud i forhold til en højere slidstyrke,” vurderer Carsten Ebbesen R&D Manager hos CeramicSpeed.
MADE Demonstrationsprojekt
Med et MADE Demonstrationsprojekt kan en lille eller mellemstor virksomhed få op til 100.000 kroner i støtte til at løse en konkret udfordring i virksomheden eller afprøve en ny teknologi i produktionen.
Der er løbende ansøgningsfrist på demonstrationsprojekter både inden for materiale og produktion.
CeramicSpeed
CeramicSpeed blev etableret i 2004 og er i dag en af verdens førende producenter af keramiske lejeprodukter og optimerede kæder til cykelindustrien.
SMV’en fra Holstebro har mere end 17 års erfaring i udvikling af lejer, som har ekstrem lav friktion og lang levetid.
Alle virksomhedens produkter er håndlavede i Danmark. Viden fra cykellejer var i 2008 startskuddet til industrielle applikationer.
CeramicSpeed distribuerer til over 50 lande med et stadigt voksende team af på kontorer i Europa, Asien og Amerika. Virksomheden har 100 ansatte.
”Vi anser projektet for en succes, da vi har opnået en stor viden omkring slidstyrken af vores pulleyhjul med forskellige belægninger. Det hjælper os til at vælge den rigtige belægning til vores næste generation af aluminiumspulleyhjul,” siger Carsten Ebbesen,CeramicSpeed producerer både pulleyhjul i aluminium og i titanium. MADE Materiale Demonstrationsprojektet har fokuseret på at forlænge levetiden af pulleyhjul fremstillet i aluminium.
Stærk og flot
Udover øget slidstyrke er det krav, at den benyttede belægning er dekorativt attraktiv, så produktet passer i CeramicSpeeds produktportefølje.
”På Teknologisk Institut har vi påført en række belægninger på CeramicSpeeds pulleyhjul ved hjælp af PVD-teknikken (Physical Vapour Deposition – se faktaboks for yderligere forklaring). De belagte pulleyhjul er dernæst blevet testet hos CeramicSpeed, der råder over udstyr, som kan måle sliddet meget nøjagtigt,” siger Kristian Rechendorff, projektleder hos Teknologisk Institut.
Som reference er et standard pulleyhjul medtaget i testen (sort pulleyhjul oven for). Dette har en anodiseret overfladefinish (se faktaboks for yderligere forklaring). Derudover er en variant med en anden type keramisk belægning blevet undersøgt (rødt pulleyhjul oven for).
Testen viser helt klart, at det guldfarvede pulleyhjul til højre i billedet oven for, altså det med PVD-belægning, er det mest slidstærke i forhold til begge de to referencer.
Den guldfarvede belægning er ligeledes mere slidstærk end de øvrige PVD-belægninger, som blev testet. Læs om andre MADE Materiale Demonstrationsprojekter
Teknikker til overfladebehandling
I projektet er to overfladebehandlingsteknikker, anodisering og PVD, anvendt.
- Anodisering er en elektrokemisk konvertering af overfladen på en aluminiumsdel fra aluminium til aluminiumoxid. Anodisering foregår ved, at der sættes strøm til aluminium, mens dette er nedsænket i et vandbad.
Aluminiumoxiden er meget mere hård og kemisk stabil end aluminium og ved at foretage denne konvertering af overfladen kan en relativt blød del i aluminium opnå en større hårdhed og derved større slidstyrke. - PVD-teknikken (Physical Vapour Deposition) er ligeledes en overfladebehandlingsteknologi. Til forskel fra anodisering foregår denne ved, at et lag af et nyt materiale dampes på et emne. Processen foregår i dertil indrettede kamre og kræver avanceret specialudstyr. Der kan påføres et væld af forskellige belægninger.
Ved mange belægningstyper er det muligt at opnå overflader med exceptionel stor hårdhed og derved kan overflader med meget høj slidbeskyttelse af det underliggende materiale fremstilles. Teknikken benyttes til et væld af anvendelser; fra vinduesglas til bearbejdningsværktøjer.
