Dopo aver collaborato con Angel Trains , una delle principali società di leasing di treni del Regno Unito, a dicembre 2018, Stratasys ha annunciato che è pronto per andare avanti per provare le prime parti stampate in 3D sui treni passeggeri britannici. Il processo sarà condotto in collaborazione con Angel Trains, la consulenza ingegneristica DB ESG e l’operatore ferroviario Chiltern Railways.
Il processo consiste nello schierare una serie di componenti stampati in 3D su treni passeggeri gestiti da Chiltern Railways, inclusi quattro braccioli per passeggeri e sette maniglioni. In questa fase, Stratasys ha già riportato risultati positivi della sperimentazione e si aspetta che la stampa 3D diventi più comune nei settori dei trasporti e delle ferrovie.
Uno dei principali vantaggi dell’adozione della stampa 3D nel settore ferroviario è che offre la possibilità di produrre al volo parti di ricambio, il che può portare a tempi di inattività più brevi per la manutenzione dei treni. Oggi l’attenzione si concentra sull’uso della stampa 3D per produrre parti non critiche – come maniglie, ganci appendiabiti, ecc. – che sono obsolete o sarebbero difficili e costose da produrre come un componente unico.
“In tempi recenti, abbiamo riscontrato una crescente preoccupazione tra gli operatori per l’approvvigionamento di parti di ricambio per le flotte di treni più vecchi a un costo ragionevole e in un breve lasso di tempo si sta rivelando sempre più difficile”, ha affermato James Brown, Data and Performance Engineer presso Angel Trains. “Il problema è che i metodi di produzione tradizionali rendono conveniente produrre alti volumi di pezzi di ricambio, anche se un operatore potrebbe aver bisogno di sostituire solo alcune parti del treno obsolete.
“Inoltre, i tempi di consegna possono richiedere mesi. Questo è il motivo per cui abbiamo collaborato con DB ESG e Stratasys, dimostrando come gli operatori possono superare questi ostacoli utilizzando la stampa 3D per produrre l’esatta quantità di parti di cui hanno bisogno a una frazione del tempo e del costo dei metodi tradizionali. “
La collaborazione tra Stratasys e Angel Trains ha già mostrato risultati promettenti. La produzione del bracciolo stampato in 3D, ad esempio, è durata solo una settimana, il che segna una riduzione del 94% rispetto ai metodi di produzione convenzionali. Brown ritiene che con la stampa 3D si possano ottenere risparmi fino al 50% per parte.
La maniglia di presa presentava le sue sfide: la parte di ricambio era obsoleta e il fornitore originale aveva cessato l’attività. Seguire la strada tradizionale avrebbe richiesto la produzione di un nuovo strumento di produzione, che potrebbe comportare costi fino a £ 15.000 e tempi di consegna di due mesi e mezzo. Utilizzando la stampa 3D FDM di Stratasys, tuttavia, tutte e sette le maniglie necessarie per i treni sono state prodotte in sole tre settimane e con un costo significativamente inferiore.
“Questo è un momento entusiasmante per l’industria ferroviaria del Regno Unito”, ha aggiunto Brown. “Con questa tecnologia, gli operatori ferroviari possono essere molto più sensibili alla sostituzione di parti rivolte ai passeggeri che vengono danneggiate o vandalizzate. Una parte di ricambio stampata in 3D può essere prodotta su richiesta e installata immediatamente.
“Con la produzione a basso volume ora raggiungibile, stiamo anche iniziando a esplorare come possiamo sfruttare la stampa 3D per personalizzare gli interni che si adattano meglio al pendolarismo dei passeggeri. Ad esempio, abbiamo testato i schienali dei sedili con stampa 3D con Braille per informare il passeggero che la toilette è arretrata di dieci file da quel particolare sedile. Questo livello di personalizzazione non ha precedenti e può essere abilitato solo dalla stampa 3D, offrendo il potenziale per migliorare significativamente sia la manutenzione dei treni che l’esperienza dei passeggeri in futuro. “
Le parti installate come parte del processo sono state stampate in 3D utilizzando la stampante 3D Fortus 450mc di produzione Stratasys e la resina ULTEM 9085, che ha superato gli standard di incendio, fumo e tossicità del settore ferroviario. Secondo quanto riferito, il materiale utilizzato è il primo materiale di stampa 3D conforme allo standard del settore ferroviario britannico EN45545-2.
“Il conseguimento della certificazione rimuove un grave ostacolo che ha impedito un’implementazione più diffusa della stampa 3D tra i treni del Regno Unito”, ha affermato Martin Stevens, direttore di ingegneria meccanica presso DB ESG. “Il nostro ruolo in questo progetto è stato quello di studiare la progettazione, la produzione e la finitura delle parti FDM, verificando se le parti sono conformi agli standard ferroviari e verificando se funzionano negli ambienti operativi. Abbiamo anche ottimizzato la progettazione dei componenti della produzione FDM. “
Phil Andrews, direttore tecnico ad interim presso Chiltern Railways, ha aggiunto: “Con gran parte della nostra flotta che si avvicina a 30 anni, è fondamentale poter reperire le parti di cui abbiamo bisogno il più rapidamente possibile. Questa prova contribuirà a mantenere i nostri punteggi di soddisfazione dei clienti leader del settore e assicurerà che i nostri interni dei treni siano mantenuti ai massimi standard. “
Considerando il successo della prova finora, Stratasys, Angel Trains e DB ESG sono lieti di avere un processo ripetibile per la stampa 3D di parti conformi per i treni passeggeri. Anche il feedback degli operatori ferroviari è stato straordinariamente positivo, il che sta portando il consorzio a pianificare un’altra prova con Great Western Railway, che installerà una serie di componenti stampati in 3D sui treni nei prossimi mesi.
“Avendo dimostrato con successo la fattibilità delle parti stampate in 3D all’interno dei treni nel Regno Unito, l’impatto sulla tradizionale catena di approvvigionamento del settore ferroviario può essere trasformativo”, ha concluso Yann Rageul, responsabile dei conti strategici dell’EMEA presso Stratasys. “Gli operatori ferroviari possono sradicare i problemi associati agli inventari fisici costruendo una libreria di inventari digitali che possono essere stampati in 3D come e quando ne hanno bisogno, ovunque ne abbiano bisogno e nella quantità esatta richiesta. Stiamo assistendo a una nuova era della vera produzione on demand senza sprechi ”.
Numerosi operatori ferroviari e compagnie in tutta Europa stanno studiando i potenziali benefici della produzione additiva nella manutenzione dei treni. Negli ultimi due anni, Deutsche Bahn ha integrato la stampa 3D nelle sue operazioni , la compagnia ferroviaria olandese NS ha già distribuito treni con componenti stampati in 3D e Siemens Mobility GmbH ha aperto il suo primo centro di manutenzione ferroviaria digitale con stampa 3D quasi esattamente un anno fa.
