Компания HÖRMANN Vehicle Engineering GmbH (HVE) разработала «совершенно новую технологическую цепочку», включающую использование 3D-печати для производства крупноформатных компонентов внешней обшивки железнодорожных транспортных средств.

Совместный проект 3D -FiberTrain был реализован при участии нескольких партнеров и финансировании Федерального министерства экономики и энергетики. Он осуществлялся с сентября 2023 года по июнь 2026 года.

Целью данного проекта было разработать «инновационный, безинструментальный производственный процесс» для изготовления крупноформатных, высокопрочных компонентов для железнодорожных транспортных средств.

Крупноформатные компоненты внешней оболочки обычно изготавливаются с использованием технологий производства композитных материалов, армированных термореактивными волокнами, таких как ручная укладка или вакуумная инфузия, однако высокие затраты на оснастку, длительные сроки производства, значительный ручной труд и ограниченная возможность вторичной переработки используемых материалов побудили HVE изучить альтернативные методы производства.

Вместе со своими партнерами по проекту компания разработала технологическую цепочку, включающую три технологии. Технология 3D-печати представляет собой процесс экструзии на основе гранул, позволяющий создавать сложные геометрические формы. Она дополняется «недавно разработанным» процессом укладки 3D-ленты, который целенаправленно усиливает зоны с высокой нагрузкой, следуя траектории её распространения, и автоматизированным процессом фрезерования, который обрабатывает детали до их окончательных размеров с «высокой точностью и качеством поверхности». Кроме того, для печати деталей используются термопластичные материалы, что обеспечивает полную возможность вторичной переработки.

Фото: Fraunhofer IWU, HÖRMANN Vehicle Engineering GmbH.

В процессе разработки этой технологической цепочки в качестве эталонной платформы использовался высокоскоростной поезд Velaro MultiSystem (ICE 3neo, класс 408) от Siemens Mobility GmbH (рабочая скорость до 320 км/ч). Затем эта технологическая цепочка была использована для изготовления передней части кузова и переднего обтекателя с целью проверки технологии.

По данным консорциума, использование 3D-печати в производственной цепочке позволило снизить производственные затраты, особенно при мелкосерийном и среднесерийном производстве, а также уменьшить углеродный след. Кроме того, это исключило необходимость в оснастке и позволило ускорить итерации проектирования.

Компания HVE выступала в качестве лидера консорциума на протяжении всего проекта и определяла требования, проектную спецификацию и проводила структурную проверку компонентов демонстрационного образца. Проект поддерживался институтами Fraunhofer IWU  (Центр пластмасс Верхней Лужицы, Циттау), Fraunhofer IMWS  (Шкопау) , Lakowa GmbH  (Вильтен) и Siemens Mobility GmbH  (ассоциированный партнер).

Источник