很多城市都有通勤鐵路系統(tǒng)，且不同城市的有軌電車樣式迥異。這樣的多樣化給運維工作帶來了不小的挑戰(zhàn)，因為這意味著要儲備多種多樣的備件。

公共交通運營商希望他們的車輛能夠獲得快捷的服務(wù)，最好是保證在一天之內(nèi)恢復(fù)運行。所以，備用部件也必須快速獲取。不過，與汽車的情況不同，軌道車輛的零部件設(shè)計復(fù)雜且數(shù)量較少，往往只根據(jù)具體需要來進行制造。并且，這些零部件在訂購后通常需要幾周甚至數(shù)月的交付時間。如此長的交付周期對于公共交通運營商來說是難以接受的。

備用部件的快速獲取對于公共交通的高效運行十分關(guān)鍵。

實時打印而非倉儲

以西門子交通為例，工作人員現(xiàn)在仍會根據(jù)交通應(yīng)用的需要預(yù)制關(guān)鍵備件，并儲存在維修站。這讓用于列車維護的零部件儲備可用率接近100%。然而，這種方式的弊端是成本高昂，尤其是考慮到很多零部件最終并不會真正使用。因此，西門子交通提出了一個新想法：在維修站逐步配備最尖端的工業(yè)3D打印機，可以在幾個小時內(nèi)完成備件的制作。

目前，西門子已經(jīng)在新建的維修站——RRX鐵路服務(wù)中心安裝了一臺3D打印機，該中心于2018年春天在德國多特蒙德建立。維修中心已經(jīng)在為杜塞爾多夫機場的空中列車（SkyTrain）打印零部件，這輛懸掛單軌列車由西門子提供，連接機場各個航站樓。除零部件外，3D打印機還生產(chǎn)了列車所需的單個工具和設(shè)備。

位于德國多特蒙德的鐵路服務(wù)中心是同類中最先進的軌道車輛維修倉庫之一。

“未來幾年，我們將在全球各地建立完整的數(shù)字化打印機網(wǎng)絡(luò)，并將它們與在愛爾蘭根的總部聯(lián)系起來，在那里我們運營著一個3D打印能力中心。”西門子交通增材制造業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人Michael Kuczmik表示。目前，全球共有88個這樣的維護項目正在進行。

3D打印的使用減少了所需倉儲的設(shè)備數(shù)量，同時也確保了備件的快速供應(yīng)。但是，多特蒙德的設(shè)施并不能實現(xiàn)完全自給自足，所以需要繼續(xù)在愛爾蘭根能力中心使用西門子NX軟件設(shè)計備件。之后，工作人員會將數(shù)據(jù)發(fā)送到多特蒙德，在那里進行打印。

成品組件而非樣品

西門子在增材制造方面已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗，早在1989年就購買了第一臺3D打印機。

幾年前，西門子發(fā)電服務(wù)集團面向市場推出了第一款3D打印組件——燃?xì)廨啓C燃燒器的尖端。這給了交通業(yè)務(wù)一個啟發(fā)：如果增材制造可以實現(xiàn)如此高要求的應(yīng)用，那么它也可以用于生產(chǎn)對安全至關(guān)重要的軌道零部件。隨后，西門子交通發(fā)起了一項3D打印可行性研究，并從那時起一直在愛爾蘭根設(shè)計、制造金屬及塑料部件。

西門子正在使用Stratasys 3D打印來生產(chǎn)備件，比如用于維持列車轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵“連接器”。

新打印出的列車轉(zhuǎn)向架連接器。

然而，專家們在初期面臨著重大挑戰(zhàn)，因為當(dāng)時還沒有針對使用增材制造技術(shù)生產(chǎn)的鐵路系統(tǒng)部件的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，他們進行了廣泛研究，花了整整一年時間來開發(fā)3D打印工藝，確保打印系統(tǒng)穩(wěn)定運行，以及所生產(chǎn)的零件能保持始終如一的高質(zhì)量。他們的成果說服了德國技術(shù)檢驗協(xié)會T?V Süd。西門子交通和德國的另一家制造商被該協(xié)會認(rèn)證為“增材制造服務(wù)的工業(yè)供應(yīng)商”。

多特蒙德的鐵路服務(wù)中心起初只打印塑料部件，其工作原理是基于熔融沉積建模技術(shù)，塑料層層熔化，進而成型為3D結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在，熔融沉積建模方法也計劃用于制造軌道車輛的內(nèi)部鑲板組件。通過3D打印，多特蒙德的專家可以快速修復(fù)損壞的零部件。過去制造零部件要花數(shù)個星期的時間，而現(xiàn)在3D打印機只需要幾個小時。換句話說：這一解決方案將備件制造時間縮短了最高達(dá)95%。

西門子使用3D打印來生產(chǎn)對安全至關(guān)重要的零部件，并確保其在惡劣條件下正常運轉(zhuǎn)。

據(jù)公司介紹，增材制造技術(shù)也將很快應(yīng)用于在美國和俄羅斯的軌道車輛維修，進一步擴大增材制造的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。