Jak Deutsche Bahn wykorzystuje druk 3D do skrócenia przestojów

Zarządzanie mobilnością ponad 10 milionów pasażerów dziennie to wyzwanie, z którym mierzy się Deutsche Bahn – jeden z największych operatorów kolejowych na świecie. Aby utrzymać ten gigantyczny system w ruchu, firma korzysta z rozbudowanej sieci ponad 50 zakładów serwisowych rozmieszczonych w całych Niemczech.

Jednym z największych wyzwań w skali takiej organizacji jest utrzymanie sprawności i modernizacja taboru, w tym również pociągów, które są w eksploatacji od dekad. Przykładem są jednostki ICE 1, które – mimo ponad 30 lat służby – są obecnie gruntownie odnawiane, modernizowane i przygotowywane do dalszego użytkowania.

W tym kontekście druk 3D stał się realnym wsparciem dla działów utrzymania ruchu, pozwalając na redukcję przestojów, obniżenie kosztów produkcji narzędzi i osprzętu oraz szybkie dostosowywanie się do bieżących potrzeb zakładu.

W artykule przedstawiamy, jak zakład Deutsche Bahn w Neumünster wykorzystuje technologię SLS oraz drukarki z serii Formlabs Fuse, by realizować cele operacyjne szybciej, taniej i z większą precyzją — a także, jak taka strategia może przełożyć się na realne korzyści w każdej firmie produkcyjnej lub serwisowej.

Jak Deutsche Bahn wykorzystuje SLS do usprawniania utrzymania taboru – skrót case study z zakładu w Neumünster.

Deutsche Bahn rozpoczęło wdrażanie druku 3D już w 2015 roku. Od tego czasu w ramach różnych projektów wytworzono ponad 100 000 części, co przełożyło się na oszczędności liczone w milionach euro. To nie eksperyment — to sprawdzona strategia, na stałe wpisana w system utrzymania ruchu firmy.

Jednym z kluczowych punktów tej strategii jest zakład w Neumünster, który oprócz bieżącej obsługi taboru pełni funkcję centrum rozwoju i wdrożeń rozwiązań addytywnych. Na miejscu funkcjonuje w pełni wyposażony warsztat druku 3D, który obsługuje zarówno lokalne potrzeby, jak i wspiera inne zakłady w całym kraju.

Co istotne, w Neumünster druk 3D nie służy do wykonywania prototypów, ale do produkcji realnych narzędzi montażowych, szablonów, uchwytów i elementów pomocniczych, które usprawniają codzienną pracę zespołów remontowych i modernizacyjnych. Wykorzystywane są tu m.in. drukarki Formlabs Fuse 1+ 30W, które dzięki swojej niezawodności i prostocie obsługi pracują w trybie ciągłym 24/7.

Drukowanie 3D to dla nas realne wsparcie operacyjne – jesteśmy niezależni od łańcucha dostaw i działamy szybciej.

– Carsten Wolfgramm, inżynier ds. produkcji i ekspert druku addytywnego, Deutsche Bahn

W tradycyjnym modelu produkcji pomocnicze narzędzia, szablony czy uchwyty wykonywano ręcznie — w stolarniach lub warsztatach mechanicznych. Frezowanie, toczenie, szlifowanie – wszystko to wymagało czasu, precyzyjnej obróbki, a często też kompromisów projektowych ze względu na ograniczenia technologiczne. Ostatecznie prowadziło to do wysokich kosztów i spowolnienia całego procesu remontowego.

W Neumünster proces ten został całkowicie odwrócony dzięki wdrożeniu technologii SLS. Dzięki cyfrowemu podejściu zespół może błyskawicznie:

• zaprojektować narzędzie w środowisku CAD,
• przetestować dopasowanie i funkcję,
• nanieść poprawki,
• i ponownie wydrukować zoptymalizowaną wersję – nawet w ciągu jednego dnia.

To właśnie ta możliwość szybkiej iteracji projektów bez kosztów związanych z oprzyrządowaniem czy obróbką CNC pozwala Deutsche Bahn działać z wyjątkową elastycznością, bez potrzeby oczekiwania na części z zewnątrz.

Sercem warsztatu 3D w zakładzie Deutsche Bahn w Neumünster jest kompletny, zróżnicowany park maszynowy. Aktualnie na miejscu pracuje dziesięć drukarek 3D obejmujących różne technologie i materiały:

• Dwie drukarki SLS z serii Formlabs Fuse 1+ 30W:
  • jedna pracująca na wytrzymałym Nylon 12 Powder,
  • druga z elastycznym i odpornym na ścieranie TPU 90A Powder.
• Form 3 i Form 3L – drukarki żywiczne do dużych i precyzyjnych komponentów o wysokiej estetyce.
• Dodatkowe systemy do obróbki końcowej oraz przygotowania proszku.

Warsztat druku 3D w zakładzie Deutsche Bahn w Neumünster – drukarki SLS Formlabs Fuse 1+ 30W pracujące w trybie ciągłym, wspierające produkcję narzędzi i elementów pomocniczych.

W zależności od zapotrzebowania – czy chodzi o elastyczne osłony, precyzyjne szablony czy wytrzymałe uchwyty – zespół może dobrać optymalną technologię i materiał, eliminując zbędne opóźnienia.

Co szczególnie ważne, technologia SLS od Formlabs została doceniona za:

• niezawodność,
• łatwość obsługi (podejście plug-and-play),
• oraz możliwość pracy w trybie ciągłym.

Te drukarki 3D pracują bez przerwy przez cały rok – są niezawodne i proste w obsłudze.

– Carsten Wolfgramm, inżynier ds. produkcji i ekspert druku addytywnego, Deutsche Bahn

Dzięki temu zakład może natychmiastowo odpowiadać na potrzeby operacyjne, przygotowywać nowe narzędzia jeszcze przed zgłoszeniem ich przez inne działy, a także współdzielić projekty między lokalizacjami w całej strukturze DB.

Druk 3D w technologii SLS w Deutsche Bahn nie służy wyłącznie do eksperymentów — to realne narzędzie pracy, które codziennie przynosi oszczędności czasu, materiału i kosztów operacyjnych. Oto cztery konkretne przykłady zastosowań, które pokazują, jak elastyczne i efektywne może być podejście do produkcji pomocniczej „na miejscu”.

Elementy wnętrza pociągów ICE przygotowane do renowacji – drukowane w technologii SLS narzędzia i szablony pomagają w szybkim i precyzyjnym malowaniu paneli.

Szablony maskujące do malowania

Podczas modernizacji wagonów ICE 1 wiele elementów wnętrza, takich jak panele plastikowe, wymaga ponownego malowania z zastosowaniem wzorów dwukolorowych. Tradycyjnie proces ten wymagał ręcznego odmierzania i precyzyjnego maskowania — czynność ta zajmowała około 30 minut na element.

Ręczne przygotowanie elementów wnętrza ICE do malowania – proces wymagający precyzji i czasu. Obecnie zastąpiony drukowanymi w technologii SLS szablonami maskującymi, które skracają pracę z 30 do 2 minut.

Dzięki drukowanym w technologii SLS szablonom malarskim, cały proces skrócono do zaledwie 2 minut. Dodatkowo takie narzędzia są:

• idealnie dopasowane do geometrii elementu,
• łatwe do powielenia i wdrożenia w innych lokalizacjach,
• wielokrotnego użytku, co znacząco redukuje zużycie taśm i materiałów ochronnych.

Efekt? Lepsza jakość wykończenia, mniej błędów i szybsza realizacja prac.

Elastyczne nakładki ochronne z TPU 90A

Podczas ponownego montażu bagażników w wagonach, niewielka odległość między elementem a ścianą skutkowała częstymi zarysowaniami świeżo malowanych powierzchni. Do tej pory pracownicy próbowali chronić wnętrza za pomocą folii bąbelkowej – metoda ta była jednak niedoskonała.

Elastyczne nakładki ochronne drukowane z TPU 90A – dopasowane do montowanych elementów, skutecznie zabezpieczają wnętrza wagonów przed zarysowaniami.

Rozwiązanie? Drukowane z TPU 90A elastyczne nakładki ochronne, idealnie dopasowane do geometrii montowanego elementu. Wprowadzenie tej części:

• całkowicie wyeliminowało uszkodzenia ścian,
• usunęło konieczność poprawek malarskich,
• poprawiło komfort i szybkość pracy.

Osłony przewodów w ICE

W przypadku starszych jednostek ICE 1 wiele elementów instalacji – takich jak osłony przewodów elektrycznych – nie jest już dostępnych jako części zamienne. Tradycyjna odbudowa wymagałaby kosztownej dokumentacji lub czasochłonnej produkcji jednostkowej.

Zamiast tego zespół DB:

• odtworzył brakujące komponenty na podstawie pomiarów,
• wykonał ich prototypy w technologii SLS z proszku Nylon 12,
• uzyskał pełne dopasowanie już przy drugiej iteracji.

To rozwiązanie znacząco skróciło czas przywrócenia wagonu do eksploatacji i pozwoliło na dalszą reprodukcję elementu w razie potrzeby.

Odtworzone w technologii SLS elementy instalacji w pociągach ICE – drukowane z Nylonu 12 osłony przewodów zastępują niedostępne już części zamienne.

Uchwyt do skanera ręcznego

Codzienna praca w działach logistyki i zarządzania materiałami wymaga obsługi skanerów ręcznych. Ich przechowywanie i noszenie bywało problematyczne — brakowało prostego i ergonomicznego uchwytu.

Drukowane w technologii SLS uchwyty do skanerów ręcznych – lekkie, trwałe i dopasowane do potrzeb działów logistyki i utrzymania ruchu.

Zespół w Neumünster odpowiedział na tę potrzebę, projektując i drukując trzy różne wersje uchwytów:

• do mocowania na torbie roboczej,
• do paska,
• oraz na tablicy cieni (shadow board).

Dzięki technologii SLS uchwyty są lekkie, trwałe, ergonomiczne i gotowe do użytku bez dodatkowego post-processingu, poza oczyszczeniem z proszku. To kolejny przykład, jak niewielka zmiana może realnie poprawić efektywność pracy.

Przypadek Deutsche Bahn to przykład, jak druk 3D staje się integralną częścią strategii transformacji cyfrowej w sektorze przemysłowym. Druk SLS nie tylko skraca czas realizacji zadań operacyjnych — staje się fundamentem dla przyszłości, w której części zamienne nie będą magazynowane, lecz drukowane na żądanie.

Celem DB do 2030 roku jest digitalizacja 10% wszystkich części zamiennych, co umożliwi:

• eliminację problemów z dostępnością komponentów,
• skrócenie czasu przestoju taboru,
• lepsze zarządzanie materiałami i zasobami w duchu zrównoważonego rozwoju.

Dziś pełna certyfikacja materiałów do produkcji części eksploatacyjnych (np. zgodność z normami kolejowymi) dotyczy głównie przemysłowych systemów FDM, ale Deutsche Bahn prowadzi aktywną współpracę z Formlabs i partnerami, by w przyszłości również materiały SLS mogły spełniać najbardziej wymagające normy bezpieczeństwa.

Gdy część jest zdigitalizowana, można ją wydrukować w dowolnym miejscu na świecie.

– Carsten Wolfgramm, inżynier ds. produkcji i ekspert druku addytywnego, Deutsche Bahn

Jeśli zarządzasz produkcją, serwisem lub modernizacją urządzeń technicznych – niezależnie od branży – to pytania, które warto sobie zadać:

• Czy Twój zakład traci czas na ręczne dopasowywanie narzędzi pomocniczych, szablonów i uchwytów?
• Czy poprawki i ręczna produkcja tymczasowych rozwiązań pochłaniają niepotrzebne godziny pracy i budżet operacyjny?
• Czy potrzebujesz elastycznego i skalowalnego systemu, który pozwoli Ci tworzyć dedykowane elementy „na wczoraj” – bez czekania na dostawy z zewnątrz?
• Czy Twoje zespoły mogłyby działać sprawniej, mając dostęp do lokalnego środowiska produkcyjnego, które wspiera szybkie iteracje i natychmiastowe wdrożenia?

Jeśli choć na jedno z tych pytań odpowiadasz twierdząco – druk SLS z wykorzystaniem Formlabs Fuse 1+ 30W może być brakującym ogniwem w Twoim cyklu produkcyjnym. I nie potrzebujesz pół miliona złotych, żeby zacząć.

Sprawdź jakość przemysłowego druku SLS z Fuse 1+ 30W na własne oczy.
Zamów bezpłatną próbkę wykonaną z Nylon 12 lub TPU 90A i przekonaj się, co oznacza trwałość, dokładność i elastyczność w kompaktowym wydaniu.

Zobacz, jak BIBUS MENOS – autoryzowany dystrybutor Formlabs w Polsce – może pomóc Twojemu zespołowi stworzyć wewnętrzne środowisko produkcji addytywnej, które będzie działać 24/7 – tak jak u największych operatorów technicznych w Europie.

Sprawdź szczegóły produktu i zamów bezpłatną próbkę