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3D新聞

很全面:3D打印技術(shù)在鐵路行業(yè)中的應(yīng)用

星之球科技 來源:南極熊3D打印網(wǎng)2022-03-14 我要評論(0 )   

3D打印已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,本文主要回顧增材制造技術(shù)在鐵路行業(yè)的應(yīng)用。3D打印制造技術(shù)有很多優(yōu)勢,特別是在速度和生產(chǎn)成本方面。無論是為火車設(shè)計扶手、座椅還是其...

3D打印已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域,本文主要回顧增材制造技術(shù)在鐵路行業(yè)的應(yīng)用。3D打印制造技術(shù)有很多優(yōu)勢,特別是在速度和生產(chǎn)成本方面。無論是為火車設(shè)計扶手、座椅還是其他部件,增材制造在許多情況下都被證明是一種非??尚械奶娲鷤鹘y(tǒng)制造的方案。為了更好地了解3D打印在鐵路領(lǐng)域的不同用途,讓我們回顧一下鐵路行業(yè)中一些利用增材制造技術(shù)的最杰出的項目。

SNCF:3D打印備件減少庫存

法國鐵路行業(yè)的主要參與者SNCF(法國國家鐵路公司)已將增材制造運用到日常的生產(chǎn)制造中,能夠更快地設(shè)計備件,避免長時間停運。SNCF設(shè)備總監(jiān)Bruno Langlois解釋說:“為確保列車可用性,SNCF必須能夠在同一天更換有缺陷的部件。然而,由于列車由大量零件組成,我們必須管理大量庫存。借助增材制造,我們可以根據(jù)需要制造零件減少庫存?!?021年,SNCF宣布集成3YOURMIND軟件,可以識別和鑒定能夠3D打印的備件。利用此軟件SNCF在30,000多個備件中確定了可以使用AM制造的10.3%的3D打印部件,并將交付時間縮短了85%。

Alstom(阿爾斯通):3D打印備件

●Alstom,是一家大型的法國公司,總部位于法國巴黎附近,其主要業(yè)務(wù)為電力及軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施。

2016年,Alstom推出了“未來工業(yè)”計劃,增材制造在其中發(fā)揮了主要作用。Alstom相信3D技術(shù)在鐵路行業(yè)一定會產(chǎn)生額外的價值,特別是在獲得靈活性和減少可能造成重大財務(wù)損失的停運方面。2021年,Alstom提出了關(guān)于電車軌道的具體案例研究,利用3D打印設(shè)計出由TPU 92A制成的排水塞,防止前燈破裂。在48小時內(nèi)打印了十幾個零件,將固定成本降低了80%。(通常,需要45天才能收到更換零件)

△通過利用 3D 打印,Alstom可以使用靈活且堅固的材料更快地進行設(shè)計(圖片來源:Alstom)

POLGAR KFT:3D打印座椅原型

●POLGARKFT:匈牙利汽車零部件制造商

作為汽車行業(yè)的零部件制造商,Polgar為火車設(shè)計了一些零部件。它使用Omni3D的Factory 2.0工業(yè)3D打印機,并與公司Metris 3D合作,Polgar 3D打印了原型座椅。該公司表示,它顯著降低了原型制作成本,節(jié)省了370,000歐元,即成本的90%。Polgar補充說,它能夠在短短三周內(nèi)完成該部分,而傳統(tǒng)方法需要16周。為了設(shè)計相對較大的部分,座椅在組裝之前被打印在不同的組件中。

△3D打印座椅的原型(照片來源:Polgar)

Renfe:3D打印備件

●Renfe是西班牙國有主要鐵路運行商,可提供包括地區(qū)鐵路運營和高速城際列車在內(nèi)的各級鐵路運營。

Renfe是西班牙領(lǐng)先的鐵路運輸公司,它擁有一個制造和維護部門,該部門集成了一系列用于開發(fā)備件的3D技術(shù)。這些新技術(shù)的整合應(yīng)該使Renfe能夠制造備件以及小批量和快速交付訂單。與其他傳統(tǒng)方法相比,增材制造的優(yōu)勢是在制造零件時節(jié)省了成本和時間,這也是他們將目前市場上最先進的方法整合到他們的業(yè)務(wù)中的目標的一部分。

△位于馬德里的試點中心(圖片來源:Renfe)

Run2Rail 項目

歐洲Run2Rail項目于2018年啟動,由University of Huddersfield(哈德斯菲爾德大學)鐵路研究所(IRR)的Simon Iwnicki教授領(lǐng)導,旨在改變火車制造流程。研究人員希望使用3D打印和碳纖維來設(shè)計更輕、更安全、更安靜的火車。由于所使用的復合材料和技術(shù),參與該項目的人相信他們將能夠制造具有復雜幾何形狀的零件,達到重量減輕但強度增加的目的。Simon Iwnicki教授解釋說,3D打印將使制造小型部件成為可能,例如軸箱或軸承零件。Run2Rail匯集了不少于15個歐洲合作伙伴,同時也希望減少歐洲鐵路行業(yè)的生態(tài)足跡。

Angel Trains與Stratasys合作

●Angel Trains是一家貨物和客運車輛提供商,服務(wù)于英國和歐洲大陸市場。

英國火車租賃專家AngelTrains與ESG Rail和Stratasys合作設(shè)計了一些專門用于火車內(nèi)部的部件。他們希望通過3D打印技術(shù)改變鐵路行業(yè)并提供更快、更重要且更經(jīng)濟的制造方法。目前,項目成員已經(jīng)使用Stratasys FD 打印機設(shè)計了扶手、把手和折疊架。AngelTrains表示他們使用了美國制造商Antero 800 NA燈絲,這是一種由PEKK制成的材料,比傳統(tǒng)的熱塑性塑料具有更好的性能。

△3D打印平板電腦(圖片來源:Angel Trains)

HS2使用混凝土3D 打印

●英國高速鐵路2號(HighSpeed 2)即英國HS2工程,是英國政府于2012年1月8日批準的一項高鐵工程,首期投資達到320億英鎊,預計2033年全線投入運營。

HS2被認為是一種不僅可以改善英國基礎(chǔ)設(shè)施的方式,還可以為旅行者提供更環(huán)保的交通選擇。減少環(huán)境污染和減少制造成本一直是該項目的目標。出倫敦隧道承包商SCS JV(Skanska Costain STRABAG Joint Venture)已使用混凝土3D打印來實現(xiàn)其建造這條鐵路的上述目標。SCS JV計劃使用計算機操作的機器人打印混凝土,能夠在現(xiàn)場制作所需結(jié)構(gòu)。

△HS2完成后的外觀(圖片來源:HS2 Ltd)

NS進入3D技術(shù)世界

●NS是荷蘭主要的鐵路公司,負責運營荷蘭的鐵路系統(tǒng)。

Nederlandse Spoorwegen (NS)公司宣布為火車的20個部件進行3D打印。它不僅專注于增材制造,還采用了其他類型的技術(shù),例如3D掃描儀和數(shù)字化。NS稱,他們已經(jīng)能夠制造復雜且難以復制的零件,例如儀表板框架。他們對舊模型進行3D掃描,然后使用增材制造創(chuàng)建新組件。NS 這種集成有助于顯著減少制造時間和維護過程。

△3D打印部件示例(圖片來源:Nederlandse Spoorwegen)

Bombardier Transportation與Stratasys的合作伙伴關(guān)系

●龐巴迪運輸(Bombardier Transportation)是龐巴迪公司集團的子公司之一,負責供應(yīng)鐵路設(shè)備,也是全球最大的鐵路設(shè)備制造及服務(wù)公司。

Bombardier Transportation是世界知名的軌道車輛制造公司。,這家總部位于德國的公司與 3D打印領(lǐng)域的領(lǐng)先公司之一Stratasys合作已有一段時間。Stratasys使Bombardier Transportation能夠生產(chǎn)各種原型、工具以及火車和有軌電車的最終零件——所有這些都來自3D打印機!由于使用了增材制造,Bombardier Transportation可以減少成本并提高時間效率。StratasysF900 3D打印機的打印體積為914x610x914mm特別適合Bombardier Transportation的3D打印風管、保護外殼和電纜橋架。

△BombardierTransportation正在通過使用Stratasys F900進行制造。(圖片來源:Bombardier Transportation)

Mobility Goes Additive 自由應(yīng)用3D打印

●Mobility goes Additive(MGA)是德國的一家公司,可為運輸業(yè)提供3D打印部件。

總部位于柏林的Mobility Goes Additive (MGA)多年來一直專注于增材制造。MGA的目標很明確:使3D打印在鐵路部門和整個交通部門的使用民主化。在2019年,鐵路部門的第一個3D打印組件獲得批準。具體來說,這是一種由金屬制成的制動懸架,現(xiàn)在在Hamburg的地鐵中使用。對于成立于2017年的MGA,制動組件的批準得益于與眾多合作伙伴的合作:西門子交通、德國鐵路公司和弗勞恩霍夫研究所。最后,在最終批準3D打印部件之前,TüV還進行了必要的質(zhì)量保證。

Union Pacific集成3D打印

●UP:北美地區(qū)最大的鐵路公司之一,太平洋聯(lián)合鐵路公司(Union Pacific Railroad)承擔美國西部三分之二地區(qū)的貨物運輸,運輸線路全長3萬6千英里。

與許多其他大陸,尤其是歐洲和亞洲不同,商業(yè)鐵路運輸在美國并不那么突出。話雖如此,鐵路仍然穿越美國,主要用于貨運,在美國經(jīng)濟中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。聯(lián)合太平洋(UP)早在2013年,就開始通過增材制造技術(shù),幫助機車運行更安全、更高效。盡管他們沒有透露使用了哪些3D打印技術(shù),但顯然該公司已將3D打印廣泛用于原型制作。

△圖片來源:聯(lián)合太平洋鐵路公司

CAF將增材制造用于火車部件

●RL Components是CAFManufacturing的子公司,CAF Manufacturing是一家致力于制造火車和鐵路設(shè)備的西班牙公司。

幾年前,CAF開發(fā)了第一輛集成了一系列3D打印前端組件的輕軌車輛。該項目與薩拉戈薩有軌電車一起進行,為CAF Urbos車輛設(shè)計和制造零件。為此,他們使用了先進聚合物的3D打印,這些聚合物符合最嚴格的鐵路行業(yè)關(guān)于火災和煙霧的規(guī)定。此外,該技術(shù)在備件供應(yīng)方面被視為具有競爭力的替代方案。同時,RL Components還能夠使用3D掃描開發(fā)備件的逆向工程。

△項目背后的團隊(圖片來源:CAF Manufacturing / Zaragoza Tramway)

siemens Mobility Services和Fortus 450mc

●Siemens Mobility Services:作為西門子基礎(chǔ)設(shè)施與城市業(yè)務(wù)領(lǐng)域的一個部門,是一家國際領(lǐng)先的鐵路車輛及相關(guān)服務(wù)供應(yīng)商。

iemens Mobility Services自2020 年以來一直使用3D打印服務(wù)。它使用Stratasys開發(fā)的Fortus 450mc 3D打印機進行鐵路行業(yè)的創(chuàng)新制造。Siemens Mobility Service投資的原因很明確:通過增材制造,該公司希望能夠在重要部件的生產(chǎn)和維護中更加靈活高效。特別是,某些火車模型和相關(guān)備件在某些情況下不再生產(chǎn),這使得維修工作變得更加困難。

△SiemensMobility Services使用來自3D打印公司Stratasys的技術(shù)(圖片來源:Siemens Mobility Services)

Deutsche Bahn應(yīng)用增材制造

●德國鐵路股份公司(Deutsche Bahn AG)一般簡稱為德國鐵路(DB),是一家總部設(shè)于柏林的德國國有運輸公司,于1994年在法蘭克福創(chuàng)立。

自從收購和大量使用大尺寸3D打印機以來,DB始終與時俱進。這家德國壟斷公司主要使用增材制造來維護其列車,以提高效率和速度。因此,除了用于火車維修的工具外,準確地說是由塑料制成的備件,已經(jīng)在使用3D打印機生產(chǎn)。DB早在2021年就表示將利用增材制造技術(shù),因為這將使他們能夠在現(xiàn)場擁有必要的備件庫存,而不必考慮供應(yīng)鏈問題和原材料短缺問題。

△德國鐵路以其創(chuàng)新性而聞名(圖片來源:德國鐵路)


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