Усовершенствованные печатные машины смогут выпускать больше деталей
Объем мирового рынка 3д-печати за последний год вырос на 11,1%, достигнув отметки $20 млрд. Растет спрос и на 3д-принтеры, в том числе печатающие металлом (+24,4% к прошлому году). Об этом сообщается в отчете Wohlers Report 2024. Усовершенствованные печатные машины смогут выпускать больше деталей для различной техники, в том числе железнодорожной.
3д-печать сокращает сроки ремонта локомотивов
В транспортной отрасли трехмерная печать используется для создания деталей различной сложности. Железнодорожные операторы в России и мире используют этот способ для того, чтобы производить запчасти для локомотивов, чей массовый выпуск завершен, и сократить время ожидания поставки деталей.
3д-печать минимизирует затраты на производство, способна производить небольшие объемы запчастей в короткие сроки прямо в депо. Да и материалы для печати могут быть с улучшенными механическими свойствами по прочности, огнестойкости, токсичности. Это позволит быстро выводить поезда из депо на маршрут. Так как не придется искать донора заменяемых частей, то и поезда смогут проработать достаточно долго.
Еще одно преимущество трехмерной печати состоит в том, что в производстве используется только необходимое количество сырья, что экономичнее, чем резка металла, его обработка на токарном станке и т.д. Да и на поставку крупных узлов может уходить до десяти месяцев.
От вешалки до корпуса редуктора
Различные компании, в том числе связанные с железнодорожным транспортом, давно экспериментируют с трехмерной печатью. Например, предприятие из Саудовской Аравии Saudi Basic Industries Corporation (SABIC) анонсировало
огнестойкий материал для 3д-печати для железнодорожной отрасли. Согласно результатам независимых экспертиз, смесь соответствует европейским и американским стандартам пожарной безопасности железных дорог. Материал, отметили в SABIC, можно применять для печати по требованию крупных, сложных внешних и внутренних деталей, а также крупногабаритных инструментов для производства деталей рельсов и их ремонта.
В свою очередь, метрополитен Дубая с 2017 года совместно с партнерами договорились о применении 3д-печати, чтобы печатать детали на замену устаревшим, а также расширить номенклатуру печати.
Железнодорожные компании применяют различные смеси для печати – от пластиков до металлов. Так, немецкий оператор Deutsche Bahn установил широкоформатные мощные 3д-принтеры в своих мастерских по техническому обслуживанию. Среди напечатанных деталей – крышки подшипников колесных пар маневровых локомотивов, тяговое звено для высокоскоростных поездов. И одна из самых громоздких запчастей, вышедшая из мастерской, – это корпус редуктора для маневровых локомотивов. Его объем – почти 1 кубический метр, а вес – 570 кг.
На обычную поставку корпуса редуктора для маневровых локомотивов уходило в среднем до десяти месяцев. Выбрав точную копию с использованием технологии 3D-печати, оператор сократил срок поставки всего до двух месяцев. Такие детали потребуются более 400 локомотивам, подсчитали в Deutsche Bahn.
Сейчас на цифровом складе предприятия хранится около 1 тыс. виртуальных моделей для печати. Их количество к 2030 году вырастет до 10 тыс. единиц.
3д-печать заменит станки с ЧПУ
В России нашли еще одно применение 3д-принтерам. Так, преподаватель Екатеринбург-Сортировочного подразделения Свердловского учебного центра профессиональных квалификаций (УЦПК) Илья Винокуров создал библиотеку чертежей узлов и агрегатов электровозов. В результате по ним печатаются миниатюрные копии узлов локомотивов, курсирующих по Свердловской дороге. Например, готовы тележки электровоза 2ЭС6 и элементы тепловоза 2ТЭ116 и т.д. Можно собирать и разбирать элементы моделей транспортных машин, рассказывал Илья Винокуров.
Однако и от зарубежных коллег российские железнодорожники нисколько не отстают. В портфеле профильных предприятий – множество проектов по 3д-печати.
Аддитивные технологии, например, использует крупнейший производитель подвижного состава для железнодорожного и городского рельсового транспорта «Трансмашхолдинг» (ТМХ). Так, в марте 2019 года компания 2050.Lab приступила к созданию полноценной площадки по 3д-производству комплектующих для подвижного состава ТМХ.
Тогда представители 2050.АТ посетили депо и локомотиворемонтные заводы и определили перечень дефицитных запчастей и изделий, поставки которых затягиваются. На часть деталей не было документации, часть – снята с производства. Среди напечатанных элементов – шпальный перевод («стрельник») для рельсов, интерьерные детали, переключатели, ручки, крышки, колпачки для тяговых подвижных составов.
3д-принтеры могут быть очень полезны для кабин машиниста, где достаточно много различных кнопок, переключателей и деталей. Если какой-то переключатель выйдет из строя, то локомотив не выпустят на линию до устранения неполадки. В то же время производители не делают один переключатель, а поставляют блок целиком. 3д-печать в данном случае экономит деньги и время, объяснили на предприятии.
В июне 2023 года на Брянском машиностроительном заводе (входит в ТМХ) показали, как с помощью лазерных измерительных систем и 3д-принтера выпускают некоторые детали. Первым предприятие напечатало колодки выводов электродвигателя.
«Возможно, уже в обозримом будущем с помощью 3д-печати будет прямо на месте печататься и укладываться роботизированными системами рельсошпальная решетка», – прогнозировал генеральный директор «РЖД-Технологии» Александр Мискарян.
Кроме того, «умные» 3д-печатные станки в недалеком будущем смогут заменить любой станок с ЧПУ. Изготовление деталей из различных пластиков, резины на 3D-принтере существенно упрощает технологический процесс и дает возможность отказаться от дорогостоящей оснастки, объяснили в руководстве Брянского машиностроительного завода.