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利用3D打印技术实现机车车辆系列化生产

2023年11月      3D Printing Industry

通过合作关系,阿尔斯通公司已经收到并安装了第一套可见的3D打印列车部件:不锈钢制车门挡块。德国阿尔斯通运输公司3D打印中心经理Ben Boese表示,增材制造现在是我们供应链的关键部分。通过Replique,我们受益于3D打印和材料专业知识,以及覆盖所有相关地点和技术的分散制造网络。他们的端到端服务使我们能够更快、更具成本效益地响应不同的客户需求。

铁道机车车辆增材制造

在机车车辆领域,列车系统包括大量单独的运动部件。具体来说,阿尔斯通在多个国家运营,其每列列车都有自己的一套零件要求。在传统制造中,即使是小批量的零件也不可避免地需要模具和其他工具,这可能导致高昂的前期制造成本和过长的交付时间。

增材制造可以帮助解决这些挑战,实现按需制造,无论批量大小,都具有成本效益。虽然这可能是阿尔斯通首次将3D打印用于批量生产,但事实上,该公司过去曾将该技术用于零部件应用。

Boese补充道:增材制造市场仍然非常分散,这使得最终用户无法为每个零件找到最佳解决方案。通过Replique,我们可以从单一来源中受益于所有主要的增材制造技术和材料。此外,我们还获得了最佳的技术准备。

流线型门挡的3D打印

作为客户项目的一部分,阿尔斯通需要几个门挡,用于分隔柴油火车车厢上的头等舱和二等舱。相对较小的生产量要求使用Replique的按需3D打印服务,Replique甚至帮助阿尔斯通进行工艺和材料选择。

打印部件需要既耐用又美观,因为它们将在列车的整体使用寿命内发挥作用。最终他们决定使用BASF Forward AMUltrafuse 316L不锈钢丝进行FFF 3D打印,因为这被证明比金属粉末床融合更具成本效益。3D打印后,门挡经过脱脂和烧结的过程,以获得最终的完全致密的金属零件。

安装后的车门挡块

Replique在短短1个半月内就成功获得资格并交付了门挡。在这段时间里,构建经历了最初的样品测试、组装和批量生产的最终批准。Boese总结道:与传统方法相比,我们能够以成本中立的方式生产门档。在不久的将来,我们计划通过创建新零件的拓扑优化设计来进一步开发该技术的潜力,甚至通过减少填充使其更轻。

阿尔斯通并不是第一家在运输领域利用增材制造技术的公司。5月,总部位于中国的3D打印机制造商Eplus3D首次推出了一套定制的3D打印制动盘。该公司与一铁路公司密切合作,使用其大幅面EP-M650系统,使用24CrNiMo合金钢3D打印最终用途零件,每个尺寸为Φ648×90mm³

在其他地方,技术公司ARMOR的增材制造材料部门Kimya使用3D打印为一家铁路供应商生产了一种过时的防护罩组件。该组件模具在1982年开发,现在早已经不复存在,因此在用PEEK进行3D打印前,备件必须重新设计。