Будучи одной из крупнейших железнодорожных компаний в мире, Deutsche Bahn обеспечивает мобильность более 10 миллионов пассажиров в день. Обслуживание масштабной инфраструктуры, необходимой для перевозки миллионов людей, — непростая задача: компания управляет более чем 50 заводами по всей Германии для обслуживания своего парка пассажирских и грузовых поездов.
Самый северный завод дочерней компании DB по техническому обслуживанию подвижного состава расположен в Ноймюнстере, где работает около 750 человек, которые обслуживают, ремонтируют, а иногда и полностью ремонтируют или модернизируют пассажирские вагоны для междугородних и пригородных поездов. Это также одна из площадок, где есть собственная мастерская 3D-печати для повышения эффективности операций.
«Мы начали работать с 3D-печатью в 2015 году, и с тех пор в Deutsche Bahn уже произвели более 100 000 деталей, что позволило сэкономить миллионы евро».Зюзанна Тост, специалист по маркетингу группового проекта DB по 3D-печати
Читайте далее, чтобы узнать от Карстена Вольфграмма, инженера-технолога и специалиста по аддитивным технологиям в DB Vehicle Maintenance, и Зюзанны Тост, руководителя отдела маркетинга группового проекта DB по 3D-печати, как Deutsche Bahn использует решения для 3D-печати от Formlabs для производства производственной оснастки, которая упрощает рабочие процессы, снижает затраты и помогает быстрее возвращать поезда на рельсы.
Производство оснастки на месте и по требованию
Intercity Express или ICE — флагманский пассажирский поезд Deutsche Bahn, рассчитанный на деловых путешественников и дальних пассажиров и развивающий скорость до 320 км/ч.
Вагоны ICE 1 первого поколения курсируют по рельсам уже более 30 лет и в настоящее время проходят полную модернизацию — практически полностью разбираются, перестраиваются с нуля, оснащаются современными удобствами и перекрашиваются.
Этот крупный проект модернизации требует тесного сотрудничества нескольких заводов и отделов, а также различных специалистов, таких как маляры, слесари, электрики и другие. Ноймюнстер является одним из заводов, выступающих в качестве центра для этой общегерманской операции.
«Производственная оснастка необходима, потому что нельзя всё сделать обычными инструментами, доступными для покупки», — говорит Вольфграмм.
Во время ремонта каждого компонента, когда вагоны разбираются или собираются, существует множество этапов, которые можно выполнить проще, чтобы сэкономить время или обеспечить качество и единообразие. Когда модернизируются десятки вагонов, преимущества этих инструментов быстро суммируются.
«В тесном сотрудничестве с сотрудниками здесь, на заводе, а также с другими заводами, мы разрабатываем множество практичных инструментов, которые помогают рабочим наклеивать пиктограммы, рисовать линии или размечать места для сверления отверстий, без необходимости тратить много времени на замеры. Сегодня с помощью технологий 3D-печати можно производить отличные шаблоны, которые облегчают работу», — говорит Вольфграмм.
Традиционно эта оснастка производилась в столярной мастерской из дерева путем распиловки, шлифовки и фрезерования или с использованием обычных металлообрабатывающих станков, таких как токарные или фрезерные станки, когда требовались металлические детали. Однако эти решения требуют гораздо больше времени, труда и средств.
«Аддитивное производство предлагает непревзойденные возможности для быстрого создания первоначальной формы и ее последующей доработки. Поскольку у нас есть цифровые модели в CAD-программах, мы можем быстро их корректировать, если они не подходят или их нужно изменить. Нужно ли обновить, увеличить, уменьшить дизайн или что-то еще? 3D-печать, и в частности порошковая печать, — вне конкуренции».Карстен Вольфграмм, инженер-технолог и специалист по аддитивным технологиям, Deutsche Bahn
В мастерской 3D-печати в Ноймюнстере находится десять различных 3D-принтеров, использующих широкий спектр технологий. Два из них — это SLS-принтеры серии Fuse: один работает с универсальным и прочным порошком Nylon 12, а другой печатает гибким порошком TPU 90A. В мастерской также есть два фотополимерных принтера: крупноформатный Form 3L и Form 3.
В зависимости от запроса и требований к компоненту, Вольфграмм и его команда могут просто выбрать, какой процесс печати и материал лучше всего подходит для задачи.
«Мы используем машины Formlabs, потому что для нас их ценность не имеет аналогов. Они надежны и действительно работают по принципу "включи и работай", особенно SLS-принтеры. Это значительно облегчает работу, когда ты постоянно перебираешь детали. Они работают 24 часа в сутки, семь дней в неделю, круглый год».Карстен Вольфграмм, инженер-технолог и специалист по аддитивным технологиям, Deutsche Bahn
Наличие мастерской 3D-печати в Ноймюнстере позволяет команде оставаться гибкой и быстро реагировать на запросы по требованию. «Мы не зависим от цепочек поставок и длительных сроков доставки, в отличие от ситуации, когда мы отдаем заказы на сторону», — говорит Вольфграмм.
«Благодаря 3D-печати здесь, на месте, мы находимся в положении, когда можем очень и очень быстро реагировать на повседневные потребности завода. Мы можем заранее создавать проекты для различных применений, производить их непосредственно на месте, а затем внедрять на заводе. Ни один другой вариант производства не предлагает нам этого», — добавляет Тост.
Применение аддитивного производства в Ноймюнстере
Маскировочные шаблоны для покраски
Во время реставрации вагонов ICE1 все пластиковые компоненты снимаются, шлифуются, шпаклюются и перекрашиваются. Одна из таких деталей — большая рифленая пластиковая панель, которая монтируется за дверными ручками каждого вагона. Каждая панель требовала новой двухцветной схемы покраски, чтобы темные участки обеспечивали более долговечную защиту от грязи и следов использования.
Покраска изогнутых форм и более сложных схем окраски, как правило, требует кропотливых замеров складными линейками и штангенциркулем, чтобы маляры могли размечать позиции и правильно маскировать поверхности для достижения единообразного результата.
«С помощью 3D-печати мы можем легко разработать трафарет. Мы делаем это один раз, а затем можем использовать его различными способами на других заводах и площадках. У нас есть примеры, когда мы смогли сократить 30 минут покрасочных работ до всего двух минут», — говорит Тост.
По сравнению с традиционными инструментами, 3D-печать предоставляет большую свободу проектирования для создания сложных инструментов, подходящих для определенных задач. «Аддитивное производство, особенно процесс SLS, позволяет создавать сложные геометрии, такие как радиусы и небольшие выступы», — добавляет Вольфграмм.
Защита багажных полок от царапин
Когда вагоны разбираются, багажные полки снимаются. После реставрации, когда стены покрашены и перекрыты пленкой, полки необходимо установить на место. Полки громоздкие и тяжелые, и между ними и стеной очень узкий зазор, поэтому возникла потребность в гибком материале для защиты от царапин и ударов. Если рабочие случайно царапали стены, это приводило к дорогостоящему и трудоемкому переделыванию. Команда DB разработала индивидуальные защитные крышки и напечатала их на Fuse 1+ 30W с использованием гибкого порошка TPU 90A.
«До того, как мы разработали и напечатали эту защиту от царапин, наши коллеги всегда маскировали ее обычным способом — пузырчатой пленкой или подобными средствами, чтобы попытаться избежать царапин, но это не всегда удавалось. Впервые нам finally удалось полностью исключить царапины благодаря новым деталям из TPU», — говорит Вольфграмм.
Прототип крышки направляющей для кабеля
Поскольку вагоны ICE 1 были изготовлены более 30 лет назад, некоторые детали просто больше не существуют. В процессе реставрации команда обнаружила, что многие защитные крышки, которые защищают и направляют кабели для электрических розеток, установленных под сиденьями, сломались во время очистки или были полностью утеряны. Поскольку это индивидуальные детали, найти им замену было непросто.
«Они были реконструированы группой DB, и нас попросили напечатать прототипы на SLS 3D-принтере с использованием порошка Nylon 12, чтобы проверить посадку и ощутить реальные размеры. Я думаю, что вторая версия уже идеально подошла, ее было легко надеть. Возможности, которые предлагает SLS-печать, — высшего класса. Посадка, скорость, материал достаточно прочный, так что мы можем действительно его опробовать», — говорит Вольфграмм.
Держатель для ручного сканера
Производственная оснастка также может использоваться для упрощения повседневных задач рабочих на различных заводах. Сотрудники DB Fernverkehr, работающие в управлении материальными ресурсами, используют ручные сканеры для идентификации и управления материалами. Обычно им приходилось носить сканеры в руках и класть устройства, если они хотели что-то поднять или использовать обе руки.
«Они спросили: "Нельзя ли как-нибудь разработать крепление для этого ручного сканера, чтобы мы могли носить его с собой и всегда иметь под рукой?" В итоге мы создали три разных держателя, которые можно прикрепить к сумке, ремню или органайзеру. SLS 3D-печать удобна, потому что она печатает с точностью до размера, и у меня нет больших опорных структур для удаления, так что мне не нужно много делать в плане постобработки, кроме удаления порошка и пескоструйной обработки», — говорит Вольфграмм.
Цифровизация в техническом обслуживании подвижного состава на будущее
«Аддитивное производство — это надолго. Оно позволяет создавать сложные геометрии, которые никогда не могли бы быть достигнуты на обычных станках, и позволяет просто изготовливать и воспроизводить инструменты без высоких дополнительных затрат. Как только инструмент или деталь оцифрованы, их можно напечатать в любой точке мира», — говорит Вольфграмм.
Конечная цель, конечно, — иметь возможность производить больше готовых запасных частей для своего парка с помощью 3D-печати. Однако правила безопасности для поездов столь же строги — а иногда и даже более строги — чем для самолетов. На сегодняшний день строгие нормативы могут быть соблюдены только с помощью промышленных FDM-принтеров, имеющихся на месте. Deutsche Bahn сотрудничает с Formlabs и другими партнерами для разработки рабочих процессов, процедур и материалов, которые в будущем могут быть сертифицированы для выполнения этих требований.
«Наша цель — оцифровать 10 процентов всех запасных частей в техническом обслуживании подвижного состава к 2030 году. Это позволит нам заново производить детали по требованию в очень короткие сроки. Это гарантирует, что мы сможем и дальше быстро поставлять детали, но также и то, что мы будем экологичными и будем обращаться с материалами и ресурсами рационально, решая таким образом и многие другие проблемы».Зюзанна Тост, руководитель отдела маркетинга группового проекта DB по 3D-печати
О нашей компании
TITAN 3D - поставщик и системный интегратор оборудования для 3D-печати, 3D-сканирования и автоматизированного контроля в промышленности, машиностроении, медицине.
Готовы ответить на все Ваши вопросы, проконсультировать по оборудованию, и подобрать лучшее оборудование для решения Ваших задач.
Каталог 3D-принтеров мировых производителей - проработку технологии, подбор оборудования, внедрение, пусконаладку и обучение берем на себя!
+7 (952) 243-77-75 I 01@titan-3d.ru I www.titan-3d.ru