Efektivní a progresivní přístup na první koleji. Zjistěte, jak aditivní technologie inovují evropský železniční průmysl

Hlášení o zpoždění vlaku není to, co u námi vybraného spoje chceme na nádraží slyšet. A jet na čas i s dobou chtějí samozřejmě také samotné železniční společnosti. Ty, které vsadily na technologii 3D tisku, získávají značný náskok a konkurenční výhodu. Kromě jiného jim totiž aditivní technologie umožňují používat v soupravách a na kolejích špičkové materiály vyhovující přísné evropské legislativě. 

Stejně jako zástupcům jiných průmyslových odvětví, také výrobcům kolejových vozidel a zabezpečovacích zařízení na železnici konvenuje rychlost, přesnost a opakovatelnost aditivní výroby. Zejména při výměnách opotřebovaných dílů je možné s 3D technologiemi zkrátit tradičně dlouhé dodací lhůty typické pro konvenční výrobu a snížit výrobní náklady. Ukazují to pozitivní zkušenosti nadnárodního koncernu Alstom nebo britské Great Western Railway.

Co se v článku dočtete:

• Jak lze 3D tisk zapjist do výroby dosluhujících vlakových součástek
• Jak aditivní výroba pomáhá dekarbonizovat železnici
• Proč se zastavit na Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně

Staré za nové. Bez čekání a levně

Alstom patří k největším a nejznámějším výrobcům vlakových souprav na světě, včetně těch vysokorychlostních. Vedle toho vyvíjí železniční zabezpečovací zařízení. 3D tisk využívají inženýři Alstomu při výměně zastaralých dílů, konkrétně kabelových průchodek ve vlacích a izolačních desek v železničních elektrických zařízeních. V obou případech bylo nutné zvolit odolný materiál splňující potřebné normy pro požární bezpečnost na železnici.

Alstom proto oslovil společnost Stratasys, jejíž zakladatel vyvinul a nechal si patentovat technologii FDM (Fused Deposition Modeling). Stratasys pro spolupráci s Alstom zvolil termoplastový filament Kimya PC-FR s nehořlavými vlastnostmi. Jedná se o certifikovaný materiál na bázi polykarbonátu se zpomalovačem hoření, který je stejně pevný a odolný jako standardní polykarbonát, má dobrou rozměrovou stabilitu a disponuje vysokou teplotou skelného přechodu.

„Výsledné produkty jsou v naprostém souladu s bezpečnostními předpisy uplatňovanými na evropských tratích. Je možné je vyrábět v menších sériích, což je ideální řešení pro výměnu zastaralých či opotřebovaných dílů, a díky inovativní 3D technologii není potřeba zabývat se dlouhými dodacími lhůtami nebo dostupností materiálu. To přináší efektivitu v podobě časových i nákladových úspor. Nezanedbatelnou výhodou 3D tisku je zároveň jeho designová flexibilita.“

Matyáš Chaloupka, Sales & Application Engineer, 3Dees

Udržitelně díky aditivní výrobě

Zajímavým způsobem akcelerovala technologie 3D tisku proměnu britské železnice. Po nemalé části ostrovních kolejí musejí kvůli chybějícímu nadzemnímu vedení jezdit dieselové lokomotivy. Jejich provoz je ale drahý a svou daň si vybírá i životní prostředí. Společnost Great Western Railway, která provozuje spoje na jihozápadě Velké Británie, proto přišla s inovativním nápadem. Z železničních vozů určených původně k sešrotování postavila moderní jednotku, kterou pohánějí dobíjecí baterie. Důmyslná technologie pro pohon baterie, která se ve stanici nabíjí přes vodivé kolejnice, však vyžadovala i bezpečnou vnější ochranu. Pomocí 3D tiskárny od Stratasysu si Great Western Railway nechala zhotovit kryty celého zařízení. Technici přitom museli podobně jako jejich kolegové z Alstomu brát ohledy na kvalitativní a technické nároky na použitý materiál, ale také na prostorová omezení pod vlakem. Z výroby krytů se rázem stala výzva.

„Nemůžete je vyrobit z ohýbané oceli a v úvahu, vzhledem k časové náročnosti, nepřipadalo ani jejich odlévání. Takže průmyslový 3D tisk byl tou správnou odpovědí.“

Julian Fletcher, Great Western Railway

Kryty jsou vytištěny z materiálu ULTEM™ 9085 s velmi dobrými protipožárními vlastnostmi. Great Western Railway ho podrobila rozsáhlému testování a obdržela tak požadované certifikace pro široké teplotní rozpětí od -54 °C do 149 °C. Jedná se o další důkaz toho, jak 3D tisk může přispět k adaptaci průmyslu na jeho novou, emisemi zbytečně nezatěžovanou éru. Přehodit pomyslnou výhybku je navíc – vzhledem k současným možnostem aditivní výroby a jejím prokazatelným benefitům – jednodušší, než by se mohlo zdát.

Příští stanice? Veltržní Brno

Vytištěné díly pro Alstom budeme společně s technologií FDM prezentovat i na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu na výstavišti v Brně. V rámci expozice 3Dees jsme se totiž rozhodli ukázat ty nejrozmanitější aplikace aditivních technologií, které jsme my a naše partnerské společnosti realizovaly. A právě posun a vývoj nových materiálů, které splňují ty nejpřísnější bezpečností certifikace, nebude v našich ukázkách rozhodně chybět.

Zdroj fotografií: Stratasys a Alstom