Autor: Jacek Krzyżanowski
Produkcja taboru kolejowego to kolejny obszarzastosowania druku 3D, w którym z powodzeniem wytwarza się coraz więcej elementów wcześniej wykonywanych z metalu. Korzyści dla kolejnictwa stają się coraz wyraźniejsze. Firmy wdrażają tę technologię, aby rozwiązać problem niedostępnych części zamiennych i długich terminów dostaw narzędzi oraz komponentów. Obok niezależności od dostawców nietypowych części istotne jest skrócenie czasu prototypowania nowych rozwiązań. W ostatnich 12 miesiącach wiele przedsiębiorstw, m.in. Deutsche Bahn, Bombardier i Angel Trains, zainwestowało w druk 3D lub zwiększyło swoje możliwości w tym zakresie.
Korzyści z druku 3D części zamiennych dla kolejnictwa
Druk 3D umożliwia wytwarzanie części maszyn, linii produkcyjnych i różnego rodzaju uchwytów potrzebnych w utrzymaniu ruchu. Rosnąca oferta materiałów rozszerza zakres zastosowań. Można dziś odtwarzać części zużyte podczas eksploatacji, których zakup jest kosztowny, import trudny lub dostępność na rynku ograniczona. Przemysłowe drukarki 3D pozwalają korzystać z trwałych materiałów spełniających wymagania bezpieczeństwa, w tym certyfikacji dotyczącej niepalności. Części z materiałów konstrukcyjnych są lżejsze od aluminiowych, a jednocześnie nie ustępują im wytrzymałością. Wytwarzanie bezpośrednio w zakładzie pozwala oszczędzać czas i koszty. Dzięki drukarce 3D możemy wytwarzać części na żądanie, bez uruchamiania procesów zakupowych. Technologia umożliwia produkcję krótkich serii lub pojedynczych sztuk za ułamek kosztów tradycyjnych metod, np. obróbki CNC.
- ulepszanie istniejących rozwiązań bez dodatkowych kosztów
- ograniczenie ryzyka w łańcuchu dostaw
- optymalizacja napraw i rozwiązanie problemu części wycofanych z produkcji
- obniżenie kosztów wytwarzania narzędzi, akcesoriów i części zamiennych
- sprawne reagowanie na nowe potrzeby klientów
Innowacyjne rozwiązania w Deutsche Bahn dzięki drukowi 3D
Niemieckie koleje wykorzystują druk 3D na dużą skalę. Nowoczesna struktura zarządzania pozwala im sprawnie wdrażać innowacyjne rozwiązania.
Głowica przesuwa się z lewej strony na prawą, a dysza precyzyjnie nakłada materiał. Pozornie prosty, dwuwymiarowy prostokąt stopniowo nabiera kształtu. Po kilku godzinach powstaje nowy zagłówek fotela do pociągu ICE dla Deutsche Bahn. To tylko jedna ze 100 różnych części, które DB już wytwarza w druku 3D. Szczególną uwagę poświęcono wirnikom wentylatorów, zagłówkom do pociągów regionalnych, szerokiej gamie obudów, a także mniej oczywistym elementom, takim jak części do ekspresów do kawy czy wieszaki w pociągach.
Druk 3D umożliwia szybkie wytwarzanie części, na które trzeba byłoby długo czekać lub które byłyby całkowicie niedostępne. Pociągi szybciej wracają na tory, a przestoje są krótsze. Przed użyciem wszystkie drukowane komponenty przechodzą rozbudowane badania, np. wytrzymałości zmęczeniowej. Pierwsze części wykonywano w całości z tworzyw, przede wszystkim poliamidu. Obecnie stosuje się także inne materiały, np. poliamid z włóknem węglowym lub niepalny ABS.
Według raportu EY (Ernst & Young Global Limited) 16% firm z sektora logistyki i transportu wykorzystuje druk 3D do produkcji części zamiennych. Co stoi za tym trendem? Dlaczego kolej inwestuje w przemysłowy druk 3D?
Przedsiębiorstwa kolejowe często mierzą się z sytuacją, w której potrzebna część nie jest już produkowana albo jej producent zakończył działalność. Druk 3D jest technologią pozwalającą rozwiązać takie problemy, bez dodatkowych narzędzi, np. form.
Druk części zamiennych znacząco skraca czas wytwarzania komponentów wycofanych z produkcji – w niektórych przypadkach nawet o 95%. Często łączy się z inżynierią odwrotną, szczególnie gdy oryginalna dokumentacja zaginęła lub nie można znaleźć dostawcy.
Prototyp fotela kolejowego wydrukowany przez Omni3D na drukarce Factory 2.0
Firma Polgár Kft. potrzebowała prototypu do weryfikacji nowego projektu fotela kolejowego. W procesie projektowania zawsze pojawiają się punkty krytyczne, które trzeba sprawdzić w skali 1:1. Omni3D wykonało prototyp na drukarce Factory 2.0. To jedno z nielicznych urządzeń spełniających dwa wymagania tego wydruku: dużą przestrzeń roboczą (500 x 500 x 500 mm) i możliwość drukowania z podporami (2 głowice). Podpory były niezbędne do prawidłowego odwzorowania geometrii fotela.
„Funkcjonalny prototyp pozwala dokładnie przetestować model. Wcześniej było to dla nas praktycznie niemożliwe z powodu bardzo długiego oczekiwania na części wykonywane tradycyjnie. Teraz dzięki drukowi 3D możemy zmieniać projekt natychmiast po wydrukowaniu pierwszych elementów. Podczas projektowania fotela okazało się np., że niektóre ruchome elementy, takie jak wysuwany kosz na śmieci, nie działały prawidłowo. Projekt CAD tego nie ujawnił.”
Polgár Kft.
Coraz więcej firm kolejowych inwestuje w technologie addytywne. Producenci i serwisy taboru dostrzegają korzyści z wdrożenia druku 3D i analizują oszczędności, jakie może przynieść.
Zastosowanie druku 3D w kolejnictwie:
Jeśli Twoja firma szuka sposobów na oszczędność czasu i obniżenie kosztów, skontaktuj się ze mną. Przeprowadzimy bezpłatny audyt i przedstawimy ofertę przemysłowych drukarek 3D dopasowaną do Twoich potrzeb.
Kontakt:
LinkedIn: Jacek Krzyżanowski
m. +48 886 618 690
e-mail: jk@omni3d.com
