3D打印在鐵路行業(yè)的應(yīng)用
目前，3D打印技術(shù)已經(jīng)在很多行業(yè)都有應(yīng)用，在火車、地鐵等軌道交通領(lǐng)域，3D打印也有多種應(yīng)用，比如設(shè)計扶手、座椅時用于制造原型樣件，在火車、地鐵維修時，用于制造零件等等。下面就來盤點下3D打印技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用。
火車維護
法國國家鐵路公司（SNCF）已經(jīng)將3D打印技術(shù)整合到了日常的火車維護中，設(shè)備總監(jiān)布魯諾-朗格盧瓦（Bruno Langlois）解釋說：“為確保列車能夠正常運營，我們必須在當(dāng)天更換掉有缺陷的部件。由于火車由大量零件組成，導(dǎo)致我們必須管理大量的庫存。去年我們集成了3YOURMIND 軟件，篩選了可3D打印的備件。我們常規(guī)的備件大概有30000多個，當(dāng)時確定了10.3%的零件。目前，這個數(shù)量還在增加中?！?/span>
2016年，阿爾斯通提出了其"未來工業(yè) "計劃，將3D打印技術(shù)應(yīng)用于有軌電車的停機維護就是這項計劃的核心之一。比如在阿爾及利亞，他們用TPU92A（材料）為有軌電車3D打印了排水塞，以防止車頭燈破裂。這十幾個零件，只花了48小時就完全打印出來了。以前如果沒有備件的話，需要訂貨，往往需要45天左右才能收到新的零件。
西班牙鐵路運營公司Renfe的維修部門也整合了3D打印技術(shù)，應(yīng)用制造備件。他們在馬德里建立了一個試驗中心，配備了3D掃描儀和3D打印機，通過逆向工程和3D打印結(jié)合的方式制作備件。經(jīng)過對比這種方法可以節(jié)約時間和成本。
原型設(shè)計
Polgar是一家零件制造公司，為汽車設(shè)計制造零件，也為火車設(shè)計一些零部件。他們和掃描公司Metris 3D合作，設(shè)計并3D打印了一個座椅（樣件）。他們表示，通過3D打印，他們大幅度節(jié)約了樣件制作成本，大概為37萬歐元。而且還縮短了研發(fā)時間，通過3D打印，他們在三周內(nèi)就制作好了座椅部件，而傳統(tǒng)方法大概需要16周。
歐洲的Run2Rail項目于2018年啟動，由哈德斯菲爾德大學(xué)鐵路研究所（IRR）的西蒙-尤尼奇（SimonIwnicki）教授領(lǐng)導(dǎo)，旨在通過改變火車制造工藝，讓火車更輕、更安全、更安靜。于是，研究團隊對火車的一些部件進行了拓撲優(yōu)化，通過采用復(fù)雜的幾何形狀來減輕重量，提升強度。西蒙教授表示，用3D打印技術(shù)制造一些小型零件完全是可行的，比如軸箱或軸承部件。雖然在批量生產(chǎn)時，3D打印這些零件的成本更高，但是如果考慮到未來長時間的應(yīng)用成本，3D打印的零件綜合成本更低。
小批量生產(chǎn)
英國火車租賃公司Angel Trains和ESGRail、Stratasys合作，設(shè)計了一些用于火車內(nèi)部的零件，都可以通過3D打印技術(shù)來生產(chǎn)制造。由于需要的數(shù)量不多，3D打印對于他們來說是一種更快、更便宜的制造方案。目前，他們已經(jīng)3D打印了扶手、把手和折疊架等零件，使用的材料為PEKK，具有很好的機械性能。
荷蘭的Nederlandse Spoorwegen（NS）也啟用了3D打印技術(shù)，目前使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)的零件已經(jīng)有20多種了。除了3D打印，他們還配備了3D掃描儀。NS表示，現(xiàn)在一些復(fù)雜的部件他們也能夠通過3D打印技術(shù)來生產(chǎn)，比如儀表板框架。通過3D打印，他們能夠縮短制造時間，也便于未來的維護。
龐巴迪運輸公司是世界知名的軌道車輛制造公司，目前他們已經(jīng)和Stratasys合作了一段時間，3D打印了各種原型樣件、工具和最終使用的部件。其中最終使用的零件有空氣管道、保護殼和電纜盤，此外還有一些特別定制的部件。
德國的Mobility Goes Additive（MGA）幾年來一直專注于3D打印，他們的目標很明確：讓鐵路部門可以很方便地自行3D打印各種零部件。2019年，他們研發(fā)的剎車懸架通過了認證，目前已經(jīng)在漢堡的一條地鐵中使用。
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