Deutsche Bahn begon in 2015 met 3D-printen met eenvoudige reserveonderdelen zoals een plastic kapstokhaak. Nu is het 100.000ste onderdeel geproduceerd, wat toevallig een tandwielkast is voor rangeerlocomotieven, gegoten in een 3D-geprinte mal. Met zijn substantiële volume van bijna een kubieke meter en een gewicht van 570 kilogram is het tandwielhuis het grootste en zwaarste onderdeel dat tot nu toe met behulp van 3D-printen is geproduceerd door de Duitse spoorwegmaatschappij, die zichzelf de wereldleider in 3D-printen voor de spoorwegindustrie noemt. De 100.000 onderdelen zijn gebruikt voor meer dan 500 verschillende toepassingen.
Traditioneel zou het verkrijgen van een onderdeel zoals het tandwielhuis via conventionele inkoopmethoden lange levertijden met zich meebrengen bij de fabrikant van gemiddeld tien maanden, zegt DB. Daarom koos het bedrijf voor een efficiëntere aanpak door gebruik te maken van 3D-printtechnologie, waardoor de levertijd aanzienlijk werd verkort tot slechts twee maanden. Met behulp van een indirect 3D-printproces, binderjetting genaamd, wordt de versnellingsbakbehuizing gemaakt door een poedervormig uitgangsmateriaal te combineren met een vloeibaar bindmiddel om de mal te vormen waarin de versnellingsbakbehuizing later wordt gegoten.
Digitaal magazijn
De behuizing van de versnellingsbak maakt deel uit van het digitale magazijn van DB, dat voortdurend groeit. De database bevat virtuele technische tekeningen van reserveonderdelen. Desgewenst kunnen deze onderdelen vervolgens snel en eenvoudig worden geproduceerd met 3D-printers, ‘met een muisklik’. Momenteel zijn er ongeveer 1.000 virtuele modellen opgeslagen in het digitale magazijn. Tegen 2030 wil DB dit hebben verhoogd tot 10.000 verschillende componenten.
Dit bespaart volgens DB logistieke ruimte, opslagkosten, verkort levertijden en logistieke ketens en creëert zo onafhankelijkheid. “3D-printen transformeert het onderhoud”, zegt Daniela Gerd tom Markotten, DB-bestuurslid Digitalisering en Technologie. “In tijden van wereldwijde knelpunten in de bevoorrading en grondstoffenschaarste is 3D-printen belangrijker dan ooit.” Het gebruik van de 3D-printmethode is volgens DB ook duurzamer. Kortere afstanden en kleinere fysieke magazijnen verminderen de CO2-uitstoot en verspilling van middelen door overbodige voorraden. Bovendien bespaart 3D-printen op zichzelf hulpbronnen, omdat alleen de werkelijk benodigde grondstof bij de productie wordt gebruikt.
DB gebruikt voor de productie zijn eigen printers en partnernetwerk. Eind 2016 lanceerde de spoorwegmaatschappij het netwerk “Mobility goes Additive”. Meer dan 140 bedrijven – van gebruikers, drukpersfabrikanten en printserviceproviders tot universiteiten en start-ups – werken hier nu samen om samen innovaties te stimuleren. Er worden verschillende drukprocessen gebruikt, waaronder materiaalextrusie, het poederbedproces en binderjetting.
