南極熊導(dǎo)讀：3D打印在鐵路行業(yè)的應(yīng)用起始漸落頭角。
3D打印已廣泛應(yīng)用于各樣行業(yè)，本文重點(diǎn)回顧增材制造技術(shù)在鐵路行業(yè)的應(yīng)用。3D打印制造技術(shù)有非常多優(yōu)良，尤其是在速度和生產(chǎn)成本方面。無論是為火車設(shè)計(jì)扶手、座椅還是其他部件，增材制造在許多狀況下都被證明是一種非?？尚械奶娲鷤鹘y(tǒng)制造的方法。為了更好地認(rèn)識(shí)3D打印在鐵路行業(yè)的區(qū)別用途，讓咱們回顧一下鐵路行業(yè)中有些利用增材制造技術(shù)的最杰出的項(xiàng)目。
SNCF：3D打印備件減少庫存
法國鐵路行業(yè)的重點(diǎn)參與者SNCF（法國國家鐵路機(jī)構(gòu)）已將增材制造運(yùn)用到平常的生產(chǎn)制造中，能夠更快地設(shè)計(jì)備件，避免長期停運(yùn)。SNCF設(shè)備總監(jiān)Bruno Langlois解釋說：“為保證列車可用性，SNCF必須能夠在同一天更換有缺陷的部件。然而，因?yàn)?/span>列車由海量零件構(gòu)成，咱們必須管理海量庫存。借助增材制造，咱們能夠按照需要制造零件減少庫存?！?021年，SNCF宣布集成3YOURMIND軟件，能夠識(shí)別和鑒定能夠3D打印的備件。利用此軟件SNCF在30,000多個(gè)備件中確定了能夠運(yùn)用AM制造的10.3%的3D打印部件，并將交付時(shí)間縮短了85%。
Alstom（阿爾斯通）：3D打印備件
●Alstom，是一家大型的法國機(jī)構(gòu)，總部位置于法國巴黎周邊，其重點(diǎn)業(yè)務(wù)為電力及軌道交通基本設(shè)備。
2016年，Alstom推出了“將來工業(yè)”計(jì)劃，增材制造在其中發(fā)揮了重點(diǎn)功效。Alstom相信3D技術(shù)在鐵路行業(yè)必定會(huì)產(chǎn)生額外的價(jià)值，尤其是在得到靈活性和減少可能導(dǎo)致重大財(cái)務(wù)損失的停運(yùn)方面。2021年，Alstom提出了關(guān)于電車軌道的詳細(xì)案例科研，利用3D打印設(shè)計(jì)出由TPU 92A制成的排水塞，防止前燈破裂。在48小時(shí)內(nèi)打印了十幾個(gè)零件，將固定成本降低了80%。（一般，需要45天才可收到更換零件）
△經(jīng)過利用 3D 打印，Alstom能夠運(yùn)用靈活且堅(jiān)固的材料更快地進(jìn)行設(shè)計(jì)（照片源自：Alstom）
POLGAR KFT：3D打印座椅原型
●POLGARKFT：匈牙利汽車零部件制造商
做為汽車行業(yè)的零部件制造商，Polgar為火車設(shè)計(jì)了有些零部件。它運(yùn)用Omni3D的Factory 2.0工業(yè)3D打印機(jī)，并與機(jī)構(gòu)Metris 3D合作，Polgar 3D打印了原型座椅。該機(jī)構(gòu)暗示，它顯著降低了原型制作成本，節(jié)省了370,000歐元，即成本的90%。Polgar彌補(bǔ)說，它能夠在短短三周內(nèi)完成該部分，而傳統(tǒng)辦法需要16周。為了設(shè)計(jì)相對(duì)很強(qiáng)的部分，座椅在組裝之前被打印在區(qū)別的組件中。
△3D打印座椅的原型（照片源自：Polgar）
Renfe：3D打印備件
●Renfe是西班牙國有重點(diǎn)鐵路運(yùn)行商,可供給包含地區(qū)鐵路運(yùn)營和高速城際列車在內(nèi)的各級(jí)鐵路運(yùn)營。
Renfe是西班牙領(lǐng)先的鐵路運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，它持有一個(gè)制造和守護(hù)分部，該分部集成為了一系列用于研發(fā)備件的3D技術(shù)。這些新技術(shù)的整合應(yīng)該使Renfe能夠制造備件以及小批量和快速交付訂單。與其他傳統(tǒng)辦法相比，增材制造的優(yōu)良是在制造零件時(shí)節(jié)省了成本和時(shí)間，這亦是她們將日前市場上最先進(jìn)的辦法整合到她們的業(yè)務(wù)中的目的的一部分。
△位置于馬德里的試點(diǎn)中心（照片源自：Renfe）
Run2Rail 項(xiàng)目
歐洲Run2Rail項(xiàng)目于2018年起步，由University of Huddersfield（哈德斯菲爾德大學(xué)）鐵路科研所(IRR)的Simon Iwnicki教授領(lǐng)導(dǎo)，旨在改變火車制造流程。科研人員期盼運(yùn)用3D打印和碳纖維來設(shè)計(jì)更輕、更安全、更安靜的火車。因?yàn)?/span>所運(yùn)用的復(fù)合材料和技術(shù)，參與該項(xiàng)目的人相信她們將能夠制造擁有繁雜幾何形狀的零件，達(dá)到重量減輕但強(qiáng)度增多的目的。Simon Iwnicki教授解釋說，3D打印將使制造小型部件作為可能，例如軸箱或軸承零件。Run2Rail匯集了不少于15個(gè)歐洲合作伙伴，同期亦期盼減少歐洲鐵路行業(yè)的生態(tài)足跡。
Angel Trains與Stratasys合作
●Angel Trains是一家貨物和客運(yùn)車輛供給商，服務(wù)于英國和歐洲大陸市場。
英國火車租賃專家AngelTrains與ESG Rail和Stratasys合作設(shè)計(jì)了有些專門用于火車內(nèi)部的部件。她們期盼經(jīng)過3D打印技術(shù)改變鐵路行業(yè)并供給更快、更重要且更經(jīng)濟(jì)的制造辦法。日前，項(xiàng)目成員已然運(yùn)用Stratasys FD 打印機(jī)設(shè)計(jì)了扶手、把手和折疊架。AngelTrains暗示她們運(yùn)用了美國制造商Antero 800 NA燈絲，這是一種由PEKK制成的材料，比傳統(tǒng)的熱塑性塑料擁有更好的性能。
△3D打印平板電腦（照片源自：Angel Trains）
HS2運(yùn)用混凝土3D 打印
●英國高速鐵路2號(hào)（HighSpeed 2）即英國HS2工程，是英國政府于2012年1月8日準(zhǔn)許的一項(xiàng)高鐵工程，首期投資達(dá)到320億英鎊，預(yù)計(jì)2033年全線投入運(yùn)營。
HS2被認(rèn)為是一種不僅能夠改善英國基本設(shè)備的方式，還能夠為旅行者供給更環(huán)保的交通選取。減少環(huán)境污染和減少制導(dǎo)致本始終是該項(xiàng)目的目的。出倫敦隧道承包商SCS JV(Skanska Costain STRABAG Joint Venture)已運(yùn)用混凝土3D打印來實(shí)現(xiàn)其建造這條鐵路的以上目的。SCS JV計(jì)劃運(yùn)用計(jì)算機(jī)操作的設(shè)備人打印混凝土，能夠在現(xiàn)場制作所需結(jié)構(gòu)。
△HS2完成后的外觀（照片源自：HS2 Ltd）
NS進(jìn)入3D技術(shù)世界
●NS是荷蘭重點(diǎn)的鐵路機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)運(yùn)營荷蘭的鐵路系統(tǒng)。
Nederlandse Spoorwegen (NS)公司宣布為火車的20個(gè)部件進(jìn)行3D打印。它不僅專注于增材制造，還采用了其他類型的技術(shù)，例如3D掃描儀和數(shù)字化。NS叫作，他們已然能夠制造繁雜且難以復(fù)制的零件，例如儀表板框架。她們對(duì)舊模型進(jìn)行3D掃描，而后運(yùn)用增材制造創(chuàng)建新組件。NS 這種集成有助于顯著減少制造時(shí)間和守護(hù)過程。
△3D打印部件示例（照片源自：Nederlandse Spoorwegen）
Bombardier Transportation與Stratasys的合作伙伴關(guān)系
●龐巴迪運(yùn)輸（Bombardier Transportation）是龐巴迪機(jī)構(gòu)集團(tuán)的子機(jī)構(gòu)之一，負(fù)責(zé)供應(yīng)鐵路設(shè)備，亦是全世界最大的鐵路設(shè)備制造及服務(wù)機(jī)構(gòu)。
Bombardier Transportation是世界知名的軌道車輛制造機(jī)構(gòu)。，這家總部位置于德國的機(jī)構(gòu)與 3D打印行業(yè)的領(lǐng)先機(jī)構(gòu)之一Stratasys合作已有一段時(shí)間。Stratasys使Bombardier Transportation能夠生產(chǎn)各樣原型、工具以及火車和有軌電車的最后零件——所有這些都來自3D打印機(jī)！因?yàn)?/span>運(yùn)用了增材制造，Bombardier Transportation能夠減少成本并加強(qiáng)時(shí)間效率。StratasysF900 3D打印機(jī)的打印體積為914x610x914mm尤其適合Bombardier Transportation的3D打印風(fēng)管、守護(hù)外殼和電纜橋架。
△BombardierTransportation正在經(jīng)過運(yùn)用Stratasys F900進(jìn)行制造。（照片源自：Bombardier Transportation）
Mobility Goes Additive 自由應(yīng)用3D打印
●Mobility goes Additive（MGA）是德國的一家機(jī)構(gòu)，可為運(yùn)輸業(yè)供給3D打印部件。
總部位置于柏林的Mobility Goes Additive (MGA)數(shù)年來始終專注于增材制造。MGA的目的很知道：使3D打印在鐵路分部和全部交通分部的運(yùn)用民主化。在2019年，鐵路分部的第1個(gè)3D打印組件得到準(zhǔn)許。詳細(xì)來講，這是一種由金屬制成的制動(dòng)懸架，此刻在Hamburg的輕軌中運(yùn)用。針對(duì)成立于2017年的MGA，制動(dòng)組件的準(zhǔn)許得益于與眾多合作伙伴的合作：西門子交通、德國鐵路機(jī)構(gòu)和弗勞恩霍夫科研所。最后，在最后準(zhǔn)許3D打印部件之前，TüV還進(jìn)行了必要的質(zhì)量保準(zhǔn)。
Union Pacific集成3D打印
●UP：北美地區(qū)最大的鐵路機(jī)構(gòu)之一，太平洋聯(lián)合鐵路機(jī)構(gòu)(Union Pacific Railroad)承擔(dān)美國西部三分之二地區(qū)的貨物運(yùn)輸，運(yùn)輸線路全長3萬6千英里。
與許多其他大陸，尤其是歐洲和亞洲區(qū)別，商場鐵路運(yùn)輸在美國并不那樣明顯。話雖如此，鐵路仍然穿越美國，重點(diǎn)用于貨運(yùn)，在美國經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著關(guān)鍵功效。聯(lián)合太平洋(UP)早在2013年，就起始經(jīng)過增材制造技術(shù)，幫忙機(jī)車運(yùn)行更安全、更有效。盡管她們無透露運(yùn)用了那些3D打印技術(shù)，但顯然該機(jī)構(gòu)已將3D打印廣泛用于原型制作。
△照片源自：聯(lián)合太平洋鐵路機(jī)構(gòu)
CAF將增材制造用于火車部件
●RL Components是CAFManufacturing的子機(jī)構(gòu)，CAF Manufacturing是一家致力于制造火車和鐵路設(shè)備的西班牙機(jī)構(gòu)。
幾年前，CAF研發(fā)了第1輛集成為了一系列3D打印前端組件的輕軌車輛。該項(xiàng)目與薩拉戈薩有軌電車一塊進(jìn)行，為CAF Urbos車輛設(shè)計(jì)和制造零件。為此，她們運(yùn)用了先進(jìn)聚合物的3D打印，這些聚合物符合最嚴(yán)格的鐵路行業(yè)關(guān)于火災(zāi)和煙霧的規(guī)定。另外，該技術(shù)在備件供應(yīng)方面被視為擁有競爭力的替代方法。同期，RL Components還能夠運(yùn)用3D掃描研發(fā)備件的逆向工程。
△項(xiàng)目背面的團(tuán)隊(duì)（照片源自：CAF Manufacturing / Zaragoza Tramway）
siemens Mobility Services和Fortus 450mc
●Siemens Mobility Services：做為西門子基本設(shè)備與城市業(yè)務(wù)行業(yè)的一個(gè)分部，是一家國際領(lǐng)先的鐵路車輛及關(guān)聯(lián)服務(wù)供應(yīng)商。
iemens Mobility Services自2020 年敗興始終運(yùn)用3D打印服務(wù)。它運(yùn)用Stratasys研發(fā)的Fortus 450mc 3D打印機(jī)進(jìn)行鐵路行業(yè)的創(chuàng)新制造。Siemens Mobility Service投資的原由很知道：經(jīng)過增材制造，該機(jī)構(gòu)期盼能夠在重要部件的生產(chǎn)和守護(hù)中更加靈活有效。尤其是，某些火車模型和關(guān)聯(lián)備件在某些狀況下再也不生產(chǎn)，這使得維修工作變得更加困難。
△SiemensMobility Services運(yùn)用來自3D打印機(jī)構(gòu)Stratasys的技術(shù)（照片源自：Siemens Mobility Services）
Deutsche Bahn應(yīng)用增材制造
●德國鐵路股份機(jī)構(gòu)（Deutsche Bahn AG）通常簡叫作為德國鐵路（DB），是一家總部設(shè)于柏林的德國國有運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，于1994年在法蘭克福創(chuàng)立。
自從收購和海量運(yùn)用大尺寸3D打印機(jī)敗興，DB始終與時(shí)俱進(jìn)。這家德國壟斷機(jī)構(gòu)重點(diǎn)運(yùn)用增材制造來守護(hù)其列車，以提有效率和速度。因此呢，除了用于火車維修的工具外，準(zhǔn)確地說是由于塑料制成的備件，已然在運(yùn)用3D打印機(jī)生產(chǎn)。DB早在2021年就暗示將利用增材制造技術(shù)，由于這將使她們能夠在現(xiàn)場持有必要的備件庫存，而不必思慮供應(yīng)鏈問題和原材料短缺問題。
△德國鐵路以其創(chuàng)新性而聞名（照片源自：德國鐵路）
