Budapesti üzemében indította el a Knorr-Bremse csoport vasúti üzletága, a Knorr-Bremse Rail Systems azt a kísérleti projektet, amelyben a 3D fémnyomtatás bevezetésének lehetőségét vizsgálja a vasúti fékrendszerek alkatrészeinek gyártásában. Ehhez már be is szerezték 240 millió forintból a szükséges fémnyomtatót a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) támogatásával. Ha a projekt sikeres lesz, a nyomtatót később a gyártásában is alkalmazhatják.

Nem a 3D nyomtatás az újdonság

Az, hogy a vasúti járművekben 3D nyomtatással állítanak elő pótalkatrészeket, nem különösebben újdonság – de csak nem biztonságkritikus helyeken. A tavalyi InnoRail konferencián Martin Nemecek, a Német Államvasutak jármű-karbantartási feladatokat végző leányvállalatának (DB Fahrzeuginstandhaltung) munkatársa, azt mutatta be előadásában, hogyan sikerült a vasúti kocsik egyszerűbb sérült alkatrészeinek cseréjét gyorsítani és költséghatékonyabbá tenni 3D nyomtatással. (Egyébként ugyanezt az utat követi az amerikai hadsereg is.)

A Knorr-Bremse azonban továbblépett: biztonságkritikus alkatrészeket is nyomtatással állítanának elő, amire a cég szerint még nem volt példa az iparágban. Első körben csak prototípusokat és pótalkatrészeket nyomtatnak, kihasználva azt, hogy a fémnyomtatás a korábbi töredékére rövidíti le a prototípus gyártási folyamatát. Erre már több gyártó is épít: a Siemens például a turbinagyártásban, a Ford pedig az autógyártásban aknázza ki.

A Knorr-Bremse Csoportnál a budapesti lesz az első kísérlet arra, hogy 3D fémnyomtatót használjanak fékrendszerek alkatrészeinek előállítására.

Minden szempontból hatékonyabb

Nem csak a gyorsaság miatt hatékonyabb a 3D fémnyomtatás, mint a hagyományos gyártás. Megtakarítást jelent, hogy kisebb az alapanyag- és szerszámigény, valamint az energiafelhasználása is, mint az öntésnél és a forgácsolásnál. Ráadásul olyan geometriai alakzatok is kialakíthatók, melyeket a hagyományos eljárásokkal nem lehet létrehozni – a Siemens is ezt a lehetőséget akarja kamatoztatni a turbinalapát-gyártásban.

A nyomtatott alkatrészeket alaposan tesztelik a következő hónapokban. A cég közleménye szerint amúgy ezek minősége más iparágakból származó tapasztalatok alapján ezek minősége jobb lehet az öntött vagy forgácsolt alkatrészekénél.

A hagyományos gyártósort sokára lehet lecserélni

A Knorr-Bremse jelenlegi álláspontja egyébként az, hogy egyelőre a kis példányszámú, rövid határidejű gyártás kifizetődő az additív technológiával. Az inkább a távoli jövőben várható, hogy egyes termékkategóriák és alkatrészek gyártásában felválthatja a mai gyártási technológiákat.
 

Így működik a DMLS fémnyomtató (a Széchenyi István Egyetem berendezése)

Az additív gyártástechnológiát (azaz a 3D nyomtatást) leginkább a tervezési idő rövidítésére használják. A tervezőszoftverből egyenesen a gyártóeszközbe kerülhet a legyártandó tárgy, nem kell hozzá speciális szerszám, és a gyártósort sem kell ideiglenesen átállítani. Ez mind időben, mind költségekben hatalmas megtakarítást hoz.

A Knorr-Bremse az EOS cég által gyártott DMLS (Direct Metal Laser Sintering) technológiát szerezte be. Ebben egy körülbelül 400 wattos lézernyaláb olvasztja meg a nyomtatógépbe helyezett, 20-30 mikronnyi szemcsékből álló fémport, majd körülbelül 0,02 milliméteres rétegenként építi fel a nyomtatandó tárgyat (lásd a fenti videót). Használhat alumíniumot, acélt és titánt is.

A réteges anyagszerkezet tulajdonságai eltérnek a hagyományosan előállított fémekétől, de az eddigi tapasztalatok szerint minőségben nem marad el tőlük.