Deutsche Bahn, dieci anni di stampa 3D e oltre 200.000 ricambi prodotti dal 2015

DEUTSCHE BAHN: DIECI ANNI DI STAMPA 3D E 200.000 COMPONENTI PRODOTTI

Dal 2015 la compagnia ferroviaria tedesca Deutsche Bahn (DB) ha trasformato la stampa 3D da progetto pilota a strumento stabile della manutenzione. Quello che è iniziato con semplici pezzi di ricambio – come un banale appendiabiti in plastica per i vagoni passeggeri – è diventato, nel 2025, un portafoglio di oltre 200.000 componenti prodotti con tecnologie additive per più di 700–1.000 applicazioni differenti, in treni e infrastrutture.

In questi dieci anni DB ha usato il 3D printing non tanto per fare prototipi, quanto per garantire la disponibilità di pezzi critici, ridurre i tempi di fermo dei rotabili e tenere sotto controllo i costi di magazzino. Oggi, in diversi impianti di manutenzione, la stampa 3D fa parte del normale “toolbox” operativo.

DAL PRIMO APPENDIABITI AI 200.000 PEZZI: LE TAPPE PRINCIPALI

Il programma di stampa 3D di Deutsche Bahn inizia nel 2015 con componenti molto semplici: piccoli elementi di arredo interno, in particolare ganci appendiabiti e altri accessori in plastica soggetti a rottura frequente ma di scarso valore unitario.

Da lì il percorso è stato progressivo:

• 2017–2019: espansione a una gamma più ampia di ricambi per interni (coperture, griglie di ventilazione, piccoli supporti) e primi test su applicazioni funzionali. In questa fase nasce e si consolida la rete Mobility goes Additive, promossa da DB per coinvolgere produttori, service provider e fornitori del settore ferroviario.

• Circa 2023: viene annunciato il traguardo dei 100.000 pezzi stampati, con un caso simbolo molto visibile: una carteratura di ingranaggi per una locomotiva da manovra, ricavata da uno stampo prodotto in 3D, uno dei componenti più voluminosi mai realizzati dal gruppo con queste tecnologie.

• 2025: la soglia sale a oltre 200.000 componenti stampati in 3D, per centinaia di applicazioni su treni passeggeri, locomotive, infrastrutture e strumenti di manutenzione. Le analisi interne indicano risparmi superiori a 20 milioni di euro grazie a tempi di approvvigionamento ridotti e minori immobilizzi di magazzino.

Questo percorso mostra una crescita costante in meno di dieci anni: da una manciata di pezzi di plastica a un portafoglio digitale che copre ormai una parte strutturale della strategia ricambi del gruppo.

TECNOLOGIE ADDITIVE E MATERIALI: POLIMERI E METALLI PER APPLICAZIONI CRITICHE

All’inizio Deutsche Bahn ha puntato soprattutto su processi polimerici per parti non strutturali, interne ai treni: poggiatesta, coperture, alloggiamenti per lampade, condotti d’aria e griglie.

Nel tempo il parco tecnologie si è ampliato:

• Processi per metalli, inclusi Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) per componenti di precisione e processi di deposizione a filo / WAAM, come il 3DMP di GEFERTEC, per pezzi di grandi dimensioni, ad esempio carter e elementi strutturali difficili da reperire sul mercato tradizionale.

• High Speed Extrusion (HSE) con stampanti di Essentium, certificate ufficialmente da Deutsche Bahn per la produzione di parti e attrezzature destinate all’uso sui treni. Questo consente la stampa rapida di componenti funzionali con materiali tecnici, validati per requisiti ferroviari.

• Un portafoglio complessivo di una dozzina di processi di stampa 3D che coprono polimeri e metalli, selezionati in funzione del tipo di carico, delle normative incendio-fumo e dei requisiti di durata.

Prima dell’introduzione di un nuovo componente, DB prevede test standardizzati: prove di resistenza a fatica, verifiche dimensionali, test funzionali in esercizio e, per i materiali critici, valutazioni su comportamento al fuoco e rilascio di fumi, in linea con le normative ferroviarie.

APPLICAZIONI REALI SU TRENI E INFRASTRUTTURE

L’elenco delle applicazioni è ampio e copre sia elementi visibili ai passeggeri sia componenti nascosti ma essenziali:

• Poggiatesta per sedili IC, ventole e giranti di ventilazione, supporti per lampade, custodie protettive in cabine di segnalamento: tutti pezzi che, in produzione tradizionale, richiederebbero stampi non più disponibili o ordini minimi elevati.

• Piastre e inserti in Braille per corrimano e percorsi tattili, prodotti in lega metallica tramite L-PBF dal partner CFK: un esempio in cui la stampa 3D abilita direttamente soluzioni di accessibilità personalizzate per le persone non vedenti.

• Carter di ingranaggi e componenti voluminosi per locomotori e carri merci, particolarmente interessanti per DB Cargo, dove la disponibilità di ricambi di grandi dimensioni e lunga vita è cruciale per non immobilizzare il mezzo per mesi.

• Maschere, dime e coperture di protezione per interventi di retrofit – ad esempio per montare nuove mensole portabagagli senza danneggiare altri elementi – prodotte rapidamente con la stampa 3D per ridurre i tempi di lavorazione in officina.

In molti casi i componenti stampati in 3D sostituiscono parti originali non più prodotte, permettendo di mantenere in servizio convogli che altrimenti richiederebbero costosi programmi di reingegnerizzazione o sostituzione anticipata.

MAGAZZINO DIGITALE, RISPARMI ECONOMICI E IMPATTO AMBIENTALE

Uno degli aspetti più interessanti della strategia Deutsche Bahn è il passaggio da un magazzino fisico a un “magazzino digitale”: i pezzi non vengono più stoccati in grandi quantità, ma modellati, archiviati come file CAD e prodotti on demand quando serve.

Secondo i dati diffusi:

• La disponibilità rapida di ricambi ha permesso di superare la soglia dei 200.000 componenti stampati e ha contribuito a un risparmio cumulato superiore a 20 milioni di euro dal 2015.

• Il numero di applicazioni coperte ha superato le 1.000 varianti, includendo anche attrezzature di manutenzione e utensili speciali.

• La produzione on demand riduce i volumi in magazzino, libera spazio fisico e abbassa le emissioni di CO₂ grazie a trasporti più brevi e a una logistica semplificata, in particolare nel segmento merci di DB Cargo.

Sul fronte della sostenibilità, Deutsche Bahn ha inoltre adottato la soluzione software di 3D Spark per calcolare in modo automatico l’impronta di CO₂ dei ricambi stampati in 3D, integrando questo dato nel processo decisionale: la scelta tra produzione additiva e metodi tradizionali tiene conto non solo dei costi e dei tempi, ma anche dell’impatto ambientale.

ECOSISTEMA, PARTNER E STANDARDIZZAZIONE

Per sostenere questa trasformazione, DB non ha lavorato in isolamento:

• Attraverso la piattaforma Mobility goes Additive (MGA), composta da numerosi membri tra operatori ferroviari, costruttori di treni, service provider e fornitori di materiali, l’azienda ha contribuito a definire linee guida comuni, best practice e standard di qualità per la produzione additiva nel trasporto su rotaia.

• I componenti vengono realizzati sia negli impianti di manutenzione interni (ad esempio Norimberga e Neumünster) sia presso fornitori esterni specializzati, integrati nella stessa catena digitale di modellazione, validazione e tracciabilità del pezzo.

• In alcune gare per nuovi treni, la presenza di componenti stampati in 3D è già tra i requisiti di fornitura, segno che la produzione additiva non è più trattata come sperimentazione ma come elemento di capitolato.

Questa impostazione ecosistemica riduce il rischio di dipendenza da un singolo fornitore di tecnologia e favorisce la scalabilità del modello su tutta la flotta e nel lungo periodo.

PROSPETTIVE FUTURE: VERSO UNA QUOTA STABILE DI RICAMBI ADDITIVI

Guardando avanti, l’obiettivo nel mondo ferroviario è che una quota significativa dei ricambi, fino a circa il 10%, possa essere prodotta in modo economicamente conveniente tramite stampa 3D.

Per Deutsche Bahn questo significa:

• Continuare a industrializzare la stampa 3D per pezzi critici in metallo, anche con processi come WAAM/3DMP, e componenti certificati per applicazioni strutturali.

• Ampliare il catalogo di materiali qualificati per il settore ferroviario, in particolare polimeri ad alte prestazioni e compositi resistenti al fuoco e al calore.

• Integrare sempre di più la stampa 3D nei processi di progettazione dei nuovi veicoli, così che molti ricambi potenziali siano pensati fin dall’inizio per essere stampabili, riducendo ulteriormente complessità e costi lungo il ciclo di vita del treno.

Il traguardo dei 200.000 componenti in dieci anni rappresenta quindi non solo una cifra simbolica, ma la conferma che le tecnologie additive sono entrate in modo stabile nella gestione quotidiana della manutenzione ferroviaria di Deutsche Bahn.