Industrie & Technik

Züge dank 3D-Druck schneller wieder im Einsatz

17.02.2020 - Kürzere Wartezeiten bei der Instandhaltung: Deutsche Bahn lässt Ersatzteile aus Metall im 3D-Drucker herstellen.

Schicht für Schicht geht es voran: Ein Laserstrahl schmilzt Metall­pulver in einem 3D-Drucker des Hoch­techno­logie­unter­nehmens Trumpf zusammen und fertigt so das Schaufelrad einer Dampflok. Es gehört zu einem Dampf­generator, der Strom für die elek­trischen Systeme auf der Lok erzeugt. Ohne dieses Rad kann die Dampflok nicht fahren. Die Instand­setzung eines ver­schlis­senen Schaufel­rads war in der Ver­gangen­heit mit hohem Arbeits­aufwand verbunden, da das Bauteil bislang aus neunzig Einzel­schaufeln bestand. Warte- und Liefer­zeiten liegen bei Spezial­teilen häufig bei bis zu 24 Monaten. Das betrifft auch Ersatz­teile für Züge der Deutschen Bahn, die täglich für Kunden im Einsatz sind.

Mit 3D-Druck kann die DB innerhalb kurzer Zeit Ersatz­teile aus Metall produ­zieren und so die Liefer­zeiten drastisch verkürzen. „So können wir eine bessere Versorgung mit Ersatz­teilen sicher­stellen und die Fahr­zeuge schneller wieder für unsere Fahr­gäste bereit­stellen“, erläutert Stefanie Brickwede, Projekt­leiterin für den 3D-Druck bei der Deutschen Bahn. „Insbe­sondere geht es um Teile, die mit langen Liefer­zeiten verbunden sind oder gar nicht mehr erhält­lich wären.“ Ziel der DB ist es, bis 2021 tausende verschie­dene Ersatz­teile über den 3D-Druck abrufbar zu machen.

 „Die Deutsche Bahn zeigt beispiel­haft, wie sich mit 3D-Druck kleine Stück­zahlen schnell und wirt­schaft­lich her­stellen lassen“, sagt Klaus Parey, Managing Director bei Trumpf Additive Manu­factu­ring. „Damit begegnet sie der zuneh­menden Indi­vidu­ali­sie­rung in der Industrie mit einem inno­va­tiven Fertigungs­ver­fahren. Wir sehen für diese Techno­logie noch viel Potenzial auch in anderen Branchen.“

Den Anfang im 3D-Druck bei der DB machte Ende 2015 ein einfacher, hell­grauer Mantel­haken aus Plastik. Heute kann die DB über Metall­druck­ver­fahren im 3D-Drucker sogar mehr als 27 Kilo­gramm schwere, betriebs­relevante Bauteile aus Metall für ICE-Züge herstellen, etwa die „Kasten­kulisse“. Dieses Bauteil wird unter dem Wagen­kasten montiert und sorgt für den sicheren Lauf des Wagens in engen Kurven oder beim Passieren von Weichen. Auch Teile für die Innen­aus­stattung der Züge im Komfort­bereich lässt die DB mit 3D-Druckern herstellen. Beispiels­weise fertigen die 3D-Drucker von Trumpf eine Abdeckung für die Gepäck­ablage im ICE.

Seit 2015 hat die Deutsche Bahn bereits mehr als 10.000 Ersatz­teile im 3D-Drucker gefertigt. Insgesamt kann sie heute mehr als 130 verschiedene Teile herstellen lassen: Darunter befinden sich beispiels­weise Lüfter­räder, Kopf­stützen für Regional­züge, unter­schied­liche Gehäuse wie ein Klemmen­kasten, der sensible Kabel für den Zugantrieb schützt, oder auch Ersatz­teile für Kaffee­maschinen. Um künftig noch schneller und in größeren Mengen Ersatz­teile zu drucken, lässt die DB als erstes Mobilitäts­unter­nehmen ihre Lieferanten im 3D-Druck zertifi­zieren. Prüfung und Zertifi­zierung über­nimmt dabei aktuell der TÜV SÜD.

Der 3D-Druck hat neben der Zeitersparnis noch einen weiteren Vorteil: Schon heute lassen sich Ersatz­teile nicht nur nach­bauen, sondern auch verbessern, wie das Beispiel des anfangs erwähnten Turbinen­schaufel­rads zeigt. „3D-Druck ermöglicht es, Teile aus Kunst­stoff und Metall so herzu­stellen, wie es mit konven­tio­nellen Fertigungs­verfahren nicht möglich ist“, so Parey.

3D-Druck spart außerdem Material und Kosten. Ersatz­teile werden nicht mehr in großen Mengen gelagert, sondern nur bei Bedarf herge­stellt. Durch dieses Print-on-Demand-Verfahren ist es möglich, nur die wirklich benötigten Teile zu produ­zieren. Zudem erfordert die Techno­logie weniger Rohmaterial. Produktions­abfälle lassen sich mini­mieren, Lager­bestände redu­zieren und Transport­wege entfallen durch den Druck der Teile in unmittel­barer Nähe. Damit leistet die additive Fertigung einen Beitrag zur Nach­haltig­keit.

Trumpf / RK

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