Аддитивное производство для железнодорожных экспрессов

Немецкая государственная железная дорога Deutsche Bahn (DB) столкнулась с проблемой: два железнодорожных вагона скоростных поездов нуждались в ремонте. Требовался вторичный упор крена (кастовый кулис), ограничивающий боковой люфт для обеспечения безопасных поворотов. В условиях пандемии цепочки поставок разрушились и потребовалось новое решение. Литейное предприятие бралось выполнить небольшую серию отливок за 10 месяцев, а в течении последующих двух месяцев провести их механическую обработку. Это год простоя двух вагонов из-за обычной металлической детали!

Руководитель отдела аддитивного производства DB Флоранс Лихте пояснил: «Помимо увеличения сроков поставки, нам также пришлось бы заплатить серьезные деньги за первоначальную оснастку. Нам нужно было резко сократить время простоя вагонов, поэтому мы решили выполнить 3D-печать компонентов с использованием процесса WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), в котором металлическая проволока плавится электрической дугой. Было налажено сотрудничество с берлинской компанией Gefertec, производящей 3- и 5-осевые машины с ЧПУ для 3D-печати металлом.

Деталь сканировалась за один час на поворотном столе оптической 3D-измерительной машины GOM ATOS ScanBox. После этого файл подготовили для печати. 

Вторичный упор крена размером 250х216х312 мм и весом 36,3 кг изготовили на 5-осевой машине ARC405 WAAM за 36 часов. В качестве филамента была использована стандартная сварочная проволока SW 100S NiMoCr диаметром 1,2 мм на катушке. На механическую обработку детали понадобилось семь часов.

В России также активно начала внедряться 3D-печать запчастей. Например, на трассе Санкт-Петербург – Москва эксплуатируется 16 поездов «Сапсан», а планируется закупка еще 13. Большой парк поездов требует постоянного наличия огромного количества запчастей. Поэтому компания Siemens Mobility Servises, отвечающая за техническое обслуживание поездов, приобрела два 3D-принтера Stratasys Fortus 450mc для изготовления запасных частей и разместила их в Москве и С.-Петербурге, а также создало сеть Easy Sparovation Part, в которой хранится библиотека цифровых файлов всех деталей поезда.

При возникновении неисправности на одном из поездов Siemens Mobility оперативно изготавливает необходимые детали на 3D-принтере. Благодаря этому показатель доступности парка доведен до 99%, то есть простои «Сапсана» из-за ремонта не планируются.

Алексей Федосеев, руководитель отдела обслуживания клиентов Siemens Mobility Russia рассказал: «Таких показателей доступности было бы физически невозможно достичь только с помощью внешних источников и традиционных технологий производства, но 3D-принтеры Stratasys FDM дают нам возможность экономически эффективно производить детали самостоятельно, что частично устраняет необходимость в складских помещениях или инструментах для поддержания необходимого ассортимента запчастей». 

Принтер Fortus 450mc изготавливает детали из высокопрочных термопластов, таких как FDM Nylon 12CF (углеродное волокно), смолы ULTEM и жидкий материал ST-130 для композитных изделий. Программное обеспечение Insight Software позволяет печатать напрямую из форматов САПР, исключая преобразование в STL-файлы.

Аддитивное производство успешно используются для обеспечения запчастями поездов на железных дорогах Германии и Великобритании. Таким образом, 3D-печать дала возможность изготавливать детали для подвижного состава скоростных железных дорог за несколько дней вместо одного года и полностью исключить простои составов из-за ремонта.

Фото: Gefertec