很全面！3D打印技術在鐵路行業(yè)中的應用

2022年3月,，外媒整理了關于3D打印在鐵路行業(yè)的應用,，下面跟隨南極熊一起看下去吧！

3D打印已廣泛應用于各種領域,，本文主要回顧增材制造技術在鐵路行業(yè)的應用,。3D打印制造技術有很多優(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常可行的替代傳統(tǒng)制造的方案,。為了更好地了解3D打印在鐵路領域的不同用途,，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,，能夠更快地設計備件,，避免長時間停運。SNCF設備總監(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,�,！�2021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)務為電力及軌道交通基礎設施,。

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損失的停運方面,。2021年,，Alstom提出了關于電車軌道的具體案例研究，利用3D打印設計出由TPU 92A制成的排水塞,，防止前燈破裂,。在48小時內打印了十幾個零件，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完成該部分,，而傳統(tǒng)方法需要16周,。為了設計相對較大的部分，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的各級鐵路運營,。

Renfe是西班牙領先的鐵路運輸公司，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,。這些新技術的整合應該使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,，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合作設計了一些專門用于火車內部的部件。他們希望通過3D打印技術改變鐵路行業(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設施的方式，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)場制作所需結構,。

△HS2完成后的外觀（圖片來源：HS2 Ltd）

NS進入3D技術世界

●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,，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，負責供應鐵路設備,，也是全球最大的鐵路設備制造及服務公司,。

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打印領域的領先公司之一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使3D打印民主化

●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,，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,，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)關于火災和煙霧的規(guī)定。此外,，該技術在備件供應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：作為西門子基礎設施與城市業(yè)務領域的一個部門,，是一家國際領先的鐵路車輛及相關服務供應商。

iemens Mobility Services自2020 年以來一直使用3D打印服務,。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（圖片來源：Siemens Mobility Services）

Deutsche Bahn應用增材制造

●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,，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）

編譯來源：https://www.3dnatives.com/en/applications-for-3d-printing-at-the-heart-of-the-railway-industry-110320224/

總結得不錯