Innowacyjne podejście do utrzymania taboru kolejowego z wykorzystaniem technologii druku 3D

Źródło zdjęcia: EOS Gmbh

Wyzwania konserwacyjne: Małoseryjna produkcja części zamiennych

Trzecia generacja pociągów ICE to kolosy o masie od 270 do ponad 400 ton, poruszające się z prędkością od 140 do 190 mil na godzinę. Każdy z tych pociągów składa się z tysięcy komponentów, a wiele z nich to specjalnie zaprojektowane elementy, których produkcja została już zakończona, bądź firmy dostarczające te części zbankrutowały. Znalezienie zamienników staje się problematyczne, zwłaszcza że większość takich komponentów produkowana jest w bardzo małych seriach. Przykład stanowią cienkościenne oprawy świetlówkowe do pokładowych wyświetlaczy informacyjnych w pociągach ICE-3 i ICE-T, które z biegiem czasu zużywają się i muszą być wymieniane co 10-15 lat. Takie elementy nie są już produkowane przez oryginalnych dostawców, a zapotrzebowanie wynosi około 40 sztuk rocznie. Tradycyjne metody produkcji, jak formowanie wtryskowe, są w takim przypadku nieefektywne i kosztowne. To zainspirowało firmę DB Fahrzeuginstandhaltung GmbH, odpowiedzialną za utrzymanie pojazdów, do poszukiwania alternatyw – i właśnie wtedy eksperci kolejowi zwrócili uwagę na możliwości, jakie daje druk 3D.

Rozwiązanie: Technologia druku 3D w małoseryjnej produkcji

Technologia addytywna okazała się idealnym rozwiązaniem dla produkcji części zamiennych w małych seriach. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod, druk 3D nie wymaga długiego procesu przygotowawczego, takiego jak produkcja form aluminiowych. W tym przypadku kluczowe było dostosowanie projektu części do specyfiki druku 3D dlatego zdecydowano się na uniwersalną technologię SLS. Charakteryzuje się ona spiekaniem cienkich warstw proszku polimerowego za pomocą lasera, dając ogromne możliwości w wytwarzaniu wytrzymałych i precyzyjnych części bez potrzeby stosowania struktur podporowych. Dzięki odpowiedniemu pozycjonowaniu w komorze, możliwe było jednoczesne wydrukowanie ponad 200 opraw świetlnych. Technologia SLS jest idealnym rozwiązaniem do produkcji skomplikowanych i funkcjonalnych części na żądanie, a jej pionierem na rynku jest firma EOS GmbH.

Części te są wąskie, długie i łatwo ulegają deformacji. Kluczowym czynnikiem było odpowiednie ułożenie elementów w komorze drukarki, aby uniknąć odkształceń podczas procesu druku.
 

– Hans-Jörg Hesser, dyrektor zarządzający Hasenauer & Hesser GmbH

Wyniki: Oszczędność czasu i kosztów

Wykorzystanie technologii druku 3D firmy EOS, a dokładniej systemu FORMIGA P 110, przyniosło znaczące korzyści. Po pierwsze, koszty produkcji zmniejszyły się o 80% w porównaniu z tradycyjną metodą wtrysku. Produkcja, która w przypadku formy aluminiowej zajmowałaby trzy miesiące, teraz została zrealizowana w ciągu jednego miesiąca, a następne partie mogły być dostarczone w zaledwie 24 godziny.
 
Co więcej, inżynierowie z zakładu EZW w Monachium przetestowali elementy w terenie i potwierdzili, że części te idealnie pasują do systemów informacyjnych pociągów ICE. Wyniki były bardzo pozytywne – drukowane komponenty spełniły wszystkie wymagania techniczne. Wydrukowane oprawy świetlówkowe były również zgodne z surowymi normami ochrony przeciwpożarowej, obowiązującymi w przemyśle kolejowym (EN 45545-2 / DIN 5510-2). Wybrany materiał, EOS PA 2210 FR, przeszedł wszystkie testy ogniowe, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla branży kolejowej, gdzie bezpieczeństwo pasażerów jest priorytetem.
 

Źródło zdjęcia: EOS Gmbh

Wydrukowane w technologii SLS z poliamidu PA2210 FR oprawy świeltówkowe do wyświetlaczy ICE firmy DB

Druk 3D jako przyszłość utrzymania pociągów

Dzięki wdrożeniu technologii wytwarzania przyrostowego, Deutsche Bahn może teraz produkować części zamienne na żądanie, bez potrzeby tworzenia kosztownych form lub długiego oczekiwania na dostawy. To oznacza, że pociągi mogą być szybciej serwisowane, co zmniejsza przestoje i obniża koszty operacyjne. Co więcej, możliwość produkcji części w małych seriach eliminuje problem nadmiernych zapasów magazynowych, które byłyby potrzebne w przypadku tradycyjnych metod produkcji.
 
Współczesne wyzwania w zakresie konserwacji floty wymagają innowacyjnych rozwiązań. Technologia druku 3D nie tylko przynosi oszczędności finansowe, ale także otwiera nowe możliwości w produkcji i zarządzaniu cyklem życia produktów. Wprowadzenie takich rozwiązań do branży kolejowej to dopiero początek – przyszłość rysuje się przed nami pełna nowych możliwości, które mogą zrewolucjonizować konserwację i zarządzanie w każdej branży.
 

Bazując na naszym doświadczeniu, produkcja form aluminiowych kosztowałaby kilka tysięcy euro, a ich wykonanie zajęłoby do kilku miesięcy, szczególnie przy niskim zapotrzebowaniu dla niektórych elementów, co sprawia, że tradycyjne metody są kosztowne i czasochłonne. Dzięki technologii addytywnej możemy na bieżąco wytwarzać części zamienne o jakości porównywalnej z nowymi, bez kompromisów w zakresie jakości czy funkcjonalności, przy znacznie niższych kosztach w porównaniu do produkcji form niestandardowych.

 

– Florens Lichte, szef działu druku 3D w DB Fahrzeuginstandhaltung GmbH

BIBUS MENOS: Ekspert w Dziedzinie Przemysłowego Druku 3D

Jako dystrybutor rozwiązań EOS w Polsce, wspieramy firmy w implementacji najnowocześniejszych technologii druku 3D, które przynoszą realne korzyści w utrzymaniu floty, produkcji części zamiennych i optymalizacji procesów przemysłowych. Współpracujemy z firmami z różnych branż, oferując kompleksowe doradztwo technologiczne i rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb.
 
Zapraszamy do współpracy wszystkie firmy, które chcą zoptymalizować swoje procesy konserwacyjne i produkcyjne przy użyciu nowoczesnych technologii druku 3D. BIBUS MENOS jest gotowy dostarczyć rozwiązania dostosowane do Twoich potrzeb, pomagając zmniejszyć koszty operacyjne i poprawić wydajność w Twojej firmie.