Deutsche Bahn spiega come la mobilità diventa additiva sta guidando la stampa 3D ferroviaria
Il nostro settore presta pochissima attenzione alla ferrovia, un settore che ha i propri requisiti di certificazione. Inoltre, a causa della natura di questi veicoli di grandi dimensioni, le parti ferroviarie sono molto grandi per la stampa 3D. E, per finire, questi componenti dovrebbero durare per anni e talvolta decenni sotto forze immense. Le preoccupazioni per la sicurezza sono fondamentali nel settore ferroviario, poiché una singola parte guasta potrebbe provocare un disastro.
Nonostante questi ostacoli sostanziali, il gigante ferroviario tedesco Deutsche Bahn vuole industrializzare la stampa 3D per la manutenzione e la riparazione del suo materiale rotabile e delle sue infrastrutture. In tal modo, Deutsche Bahn è un vero pioniere e Stefanie Brickwede è il leader saggio e guidato della produzione additiva dietro l’iniziativa.
Per riassumere, Brickwede ha dovuto affrontare un’enorme sfida per farlo all’interno degli attuali confini della stampa 3D come tecnologia. Ha scelto di guardare oltre quei confini e, invece di andare da sola, ha deciso di rimodellare il mercato con i partner. Mobility Goes Additive è stata fondata per riunire aziende che la pensano allo stesso modo in modo che possano imparare collettivamente come industrializzare in modo economico e sicuro la stampa 3D in metallo e polimero per ferrovia e altri trasporti. Se il mercato non c’è ancora, creiamolo.
Mobility Goes Additive ora include BASF, Knorr Bremse , SKF, BigRep , McKinsey, ExOne, Ultimaker, Baker Hughes, Materialise, Stratasys, Beam Machines , 3Yourmind e Aircraft Philipp . Oltre alla Deutsche Bahn, dispone delle ferrovie nazionali olandesi, italiane, austriache e svizzere e del sistema di trasporto pubblico Hochbahn di Amburgo. Mobility Goes Additive è potenzialmente una delle cose più audaci e di impatto che accadono nella stampa 3D. Se riusciamo a realizzare in modo economico componenti critici di grandi dimensioni, potrebbe cambiare radicalmente il nostro settore. Pertanto, ho dovuto contattare il carismatico Brickwede per saperne di più.
“Siamo giunti alla conclusione che volevamo fare pezzi di ricambio, ma non siamo riusciti a ottenere i pezzi di cui avevamo bisogno. A volte non riuscivamo nemmeno a realizzare prototipi delle cose di cui avevamo bisogno. Un’azienda non può risolvere da sola problemi di questa portata . Decidemmo di cercare contatti con altre società per vedere se potevamo effettuare uno scambio di conoscenze… All’epoca non c’erano reti reali che facessero quello che dovevamo fare. Pertanto, abbiamo fondato Mobility Goes Additive nel 2016 con nove partner “.
Con un’industria focalizzata sull’aerospaziale, i requisiti per le rotaie in termini di dimensioni e costi dei componenti non venivano soddisfatti. “Le persone utilizzavano l’AM per risolvere problemi diversi da quelli del settore ferroviario e il settore ferroviario aveva le proprie esigenze”.
“Nel settore ferroviario, dobbiamo essere puntuali … i pezzi di ricambio devono essere puntuali … e abbiamo grandi pezzi di ricambio. Alcune parti di deposizione diretta di energia che abbiamo, ad esempio, sono 27 chili. Molte parti sono saldate, mentre il costo è un problema, così come la necessità della nostra certificazione. Soprattutto per le parti rilevanti per la sicurezza, dobbiamo simulare 30 anni di funzionamento “.
In seguito Mobility Goes Additive si espanderà ben oltre la ferrovia e includerà le aziende automobilistiche, ad esempio. Ora Mobility Goes Additive ha 120 membri. Inizialmente, “avevamo bisogno di esperienza con materiali e informazioni”, ha detto Brickwede. Deutsche Bahn si è rivolta a agenzie di servizi esperti come Hoffman e aziende come Knorr Bremse per la loro esperienza nella produzione. Straordinariamente, Deutsche Bahn non vuole stampare parti, ma piuttosto modellare e formare l’ecosistema dei servizi per poi stampare le parti per loro. Brickwede è fermamente convinto che “non vogliamo concentrarci sull’aspetto della macchina”.
Deutsche Bahn e Mobility Goes Additive hanno iniziato con tecnologie di stampa 3D polimeriche, come la sinterizzazione e Multi Jet Fusion (MJF) di HP. Per articoli come i corrimano, hanno anche esaminato la modellazione della deposizione fusa, la fusione del letto di polvere laser (LPBF) e l’MJF. Nel frattempo, hanno valutato varie tecnologie di deposizione diretta di energia (DED) per la riparazione delle pale delle turbine e hanno esaminato anche l’LPBF in metallo. L’azienda ha persino esplorato la stampa del cemento. Alcune delle parti che hanno realizzato includono cappelli di cuscinetti, parti negli interni delle rotaie, piccoli oggetti, componenti meccanici e parti per riparazioni.
La certificazione è difficile, ovviamente, e un aspetto di tale difficoltà è che “come manutentore e operatore di treni, i piccoli cambiamenti hanno notevoli requisiti di notifica”. Brickwede vede il suo compito come ” aiutare altre aziende a comprendere i segreti dell’AM … aiutarle a ottenere una panoramica e aiutarle a crescere molto velocemente”. Non è solo tecnico, con “la gestione del cambiamento nelle organizzazioni è una parte importante dell’implementazione dell’AM”.
Una turbina stampata in 3D per una locomotiva a vapore
Brickwede ritiene che, lavorando in tandem con i partner del consorzio, le parti rilevanti in modo sicuro verranno prodotte utilizzando tutti i fornitori necessari e il TUV Sud. C’è una notevole quantità di test e approvazione, che richiede molto tempo su una parte esistente che utilizza un materiale approvato, in particolare con componenti certificati individualmente.
A volte la cooperazione Mobility Goes Additive è molto simile a una staffetta, in cui un’azienda si occuperà della stampa 3D di centinaia di campioni di prova. Gli altri condivideranno quindi i costi e porteranno il progetto alla fase successiva. La ricerca e l’apprendimento vengono scambiati, il che consente a tutti di migliorare le proprie capacità. Con i cappelli dei cuscinetti, ad esempio, Deutsche Bahn ha eseguito la certificazione prima di consegnarla a un partner per condurre il test di carico dinamico.
Brickwede ha detto del consorzio: “ Risparmiamo tutti tempo. L’industria si sta muovendo molto più velocemente. Semplicemente non puoi progettare tutte queste cose come un’unica azienda. Dobbiamo sviluppare collettivamente norme, lavorare insieme sull’istruzione e costruire tutto attraverso un approccio comune “.
Mobility Goes Additive ha compiuto progressi significativi negli ultimi anni. Tanto che è stato chiesto loro di formare anche una divisione Medical Goes Additive , al fine di promuovere l’adozione della stampa 3D medica. Brickwede ha spiegato il motivo alla base di questa iniziativa più recente dicendo: ” La nostra rete è abbastanza veloce e siamo conosciuti per essere efficienti e pragmatici” e la necessità di una tale rete per i medici era “urgentemente necessaria”.
