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Fallstudie

Additive Fertigung im Eisenbahnbereich: Wie Siemens Mobility Endbauteile im 3D-Druck herstellt

Siemens Mobility setzt den Stratasys F900® und den Fortus FDC™ ein, um die Maschinenauslastung zu verbessern, die Teilequalität zu steigern und die Lieferung großformatiger Komponenten für Schienenfahrzeuge zu beschleunigen.


Siemens Mobility Rail Center mit Zug

3D-Druck von Endbauteilen für Anwendungen im Verkehrsbereich

Anwendungen im Bereich der additiven Fertigung (AM) ermöglichen es Automobilherstellern, neuen Marktanforderungen hinsichtlich individueller Anpassungen und fortschrittlicher Werkstoffe für Endbauteile gerecht zu werden.

Die additive Fertigung unterstützt Eisenbahnhersteller dabei, Endverbrauchsbauteile und Ersatzteile mit größerer Produktionsflexibilität herzustellen. Siemens Mobility nutzt die industrielle 3D-Drucktechnologie von Stratasys zur Herstellung von Teilen für Schienenfahrzeuge, darunter auch großformatige Anwendungen. Durch die Kombination des Stratasys F900® mit dem Fortus FDC™ konnte Siemens Mobility die Maschinenauslastung, die Zuverlässigkeit der Produktion und die Teilequalität verbessern und gleichzeitig eine schnellere Lieferung von Ersatzteilen ermöglichen.

Wie Siemens Mobility additive Fertigung für Bahnkomponenten einsetzt

Siemens Mobility, eine Tochtergesellschaft der Siemens AG mit Hauptniederlassung in München, ist auf den Schienenverkehr spezialisiert und deckt die Bereiche Schienenfahrzeuge, Elektrifizierung, Mobilitätsmanagement und Service für Kunden ab. Das Portfolio umfasst U-Bahnen, Straßenbahnen, Stadtbahnen, Nahverkehrszüge, Intercity-Züge und Züge mit hoher Geschwindigkeit sowie Lokomotiven und automatisierte Personenbeförderungssysteme.

Das Unternehmen erkannte bereits 2014 das Potenzial der additiven Fertigung und hat seitdem den 3D-Druck in sein gesamtes Portfolio integriert. Mit seinem Angebot „Easy Sparovation Part®“ liefert Siemens Mobility optimierte Ersatzteile mit verbesserter Funktionalität und weniger Bauteilen.

Durch die Zusammenarbeit mit Bahnanwendern und die Anwendung bewährter Konstruktionsprinzipien fertigt das Team komplexe Geometrien in kurzer Zeit – von Ersatzteilen in kleinen Stückzahlen bis hin zu Serienproduktionen von mehreren tausend Teilen.

Die Herausforderung des großformatigen 3D-Drucks im Eisenbahnbereich

Als Siemens Mobility den Einsatz der additiven Fertigung für Bahnkomponenten ausweitete, musste das Team die Zuverlässigkeit und Effizienz langer, großformatiger Druckvorgänge auf dem Stratasys F900® steigern.

Der Zustand des Materials spielte dabei eine wichtige Rolle. Bei lang andauernden Druckvorgängen trägt die Aufrechterhaltung des richtigen Filamentzustands zu einer gleichbleibenden Produktion bei und verringert das Risiko von feuchtigkeitsbedingten Druckproblemen.

Siemens Mobility benötigte eine Lösung, die längere, zuverlässigere Fertigungsdurchgänge ermöglicht, gleichzeitig den Eingriff der Anwender reduziert und dazu beiträgt, eine gleichbleibende Teilequalität zu gewährleisten.

Siemens engineer using a Stratsys F900 FDM 3D Printer
© Siemens Mobility GmbH

Warum ULTEM™ 9085-Kunstharz für den 3D-Druck im Eisenbahnbereich?

Bei Bahnanwendungen ist die Materialleistung entscheidend. Siemens Mobility verwendet ULTEM™ 9085-Kunstharz für 3D-gedruckte Teile, die strengen Anforderungen hinsichtlich Brandverhalten, Rauchentwicklung und Toxizität unterliegen.

Auch die Aufbewahrung des Materials unter den richtigen Bedingungen ist wichtig für eine gleichbleibende Druckqualität. Vom Filament aufgenommene Feuchtigkeit kann zu Druckfehlern führen und bei langen, großformatigen Druckvorgängen Probleme verursachen.

Um dem entgegenzuwirken, hat Siemens Mobility den Stratasys F900® 3D-Drucker mit dem Fortus FDC™-Filament-Trockenschrank kombiniert. Indem das Filament vor dem Einlauf in den Drucker kontinuierlich in einem geeigneten Zustand gehalten wird, trägt das System dazu bei, feuchtigkeitsbedingte Druckprobleme zu reduzieren und die Zuverlässigkeit der Produktion zu gewährleisten.

Diese Kombination ermöglicht es Siemens Mobility, das ULTEM™ 9085-Kunstharz für anspruchsvolle Bahnanwendungen zu nutzen und gleichzeitig längere Fertigungsdurchgänge, eine gleichbleibende Teilequalität sowie einen geringeren Eingriff der Anwender zu gewährleisten.

F900®-3D-Druck mit dem Fortus FDC™

Siemens Mobility hat den Fortus FDC™ (Filamenttrockner und -zuführungsschrank) in seine F900®-Produktionsanlage integriert, um die Effizienz und Konsistenz zu verbessern. Der FDC fasst deutlich mehr Filament als der serienmäßige integrierte Materialkanister, wodurch sich die Laufzeit verlängert und Unterbrechungen bei langen, großformatigen Druckaufträgen reduziert werden.

Der Fortus FDC nutzt kontrollierte Wärme und trockene Luftzirkulation, um den Feuchtigkeitsgehalt des Filaments zu reduzieren, bevor es in den Drucker eingespeist wird. Diese kontinuierliche Trocknung beseitigt feuchtigkeitsbedingte Fehler, ohne dass separate Vortrocknungsschritte oder zusätzlicher Aufwand der Anwender erforderlich sind.

3D printed railway headlight housing using a FDM F900 3D Printer.
© Siemens Mobility GmbH, Client: Rhein-Neckar-Verkehr GmbH.

Vorteile des Workflows für die additive Fertigung von Siemens Mobility

Die Integration des Fortus FDC™ in den Produktionsworkflow von Easy Sparovation Part® führte zu Verbesserungen bei allen wichtigen Kennzahlen, die für die Kunden von Siemens Mobility von Bedeutung sind:

  • Schnellere Lieferung
    von Ersatzteilen – unterstützt die Modernisierung der Schienenflotte und die Wartungsanforderungen.
  • Höhere Maschinenauslastung
    Längere unterbrechungsfreie Druckvorgänge verbessern die Auslastung und die Kostenprofil pro Teil.
  • Verbesserte Teilequalität
    : Die kontinuierliche Filamenttrocknung beugt feuchtigkeitsbedingten Druckfehlern vor.
  • Geringerer Eingriff
    der Anwender: Der FDC ermöglicht längere Fertigungsdurchgänge des F900 mit weniger Unterbrechungen.

 

 

Das FDC ist ein entscheidender Erfolgsfaktor für eine höhere Maschinenauslastung und bessere Teilequalität. Es ermöglicht uns, leistungsoptimierte additive Ersatzteile zu liefern, die besser als das Originalersatzteil sind – und das schneller und zu wettbewerbsfähigen Preisen. Diese werden weltweit vor Ort in unserem globalen Druckernetzwerk auf standardisiertem Qualitätsniveau hergestellt.“

Um die vollständige Fallstudie herunterzuladen, klicken Sie hier.