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Damit es zügig wieder rollt

Text: Frank Rößler; Fotos: Siemens Mobility — 16.02.2019

Rollendes Material muss rollen, um Geld zu verdienen. Um das auch in schwierigen Fällen zu vereinfachen und zu beschleunigen, setzt Siemens Mobility GmbH auf den 3D-Druck von Teilen und Werkzeugen. Stratasys lieferte die Technik in das Rail Service Center in Dortmund.

Es ist ein ehrgeiziges Ziel, das sich die Siemens Mobility GmbH auf die Fahnen geschrieben hat: Zu 99 Prozent sollen die 82 Triebzüge des Rhein-Ruhr-Express’ (RRX) in den nächsten 32 Jahren einsatzfähig sein. Die Züge vom Typ Siemens Desiro HC werden im RRX-Instandhaltungswerk auf einem ehemaligen Rangierbahnhof in Dortmund-Eving gewartet und instandgehalten.

Eine große Herausforderung bei der Wartung und Instandhaltung des »rollenden Materials« (Lokomotiven, Waggons, Triebzüge) ist die Verfügbarkeit und Lagerhaltung von Ersatzteilen, erst recht, wenn es sich um ältere Fabrikate handelt. Siemens Mobility wurde in der Vergangenheit oft mit dem Problem konfrontiert, dass Ersatzteile von Zulieferern nur nach langer Wartezeit oder in zu großen Stückzahlen geliefert wurden.

Bahngesellschaften und Konzerne verdienen nur dann Geld mit den Fahrzeugen, wenn sie im täglichen Betrieb rollen.

Aus diesem Grunde entschied man sich laut Michael Kuczmik, Head of Additive Manufacturing bei der Siemens Mobility GmbH, für die digitale Produktion benötigter Teile vor Ort – Teile für Lokomotiven, Triebwagen und Einrichtungen aus dem 3D-Drucker.

Die Anschaffung der entsprechenden Hardware, das Erstellen der digitalen Infrastruktur und die Einarbeitung der Mitarbeiter kostete zwar Zeit und Geld, doch das Ergebnis lohnt den Einsatz: Statt wochen- oder gar monatelang auf ein Ersatzteil zu warten, können Bauteile in wenigen Tagen oder gar Stunden hergestellt werden. Auch dann, wenn der Preis für das Ersatzteil höher ist, denn Bahngesellschaften und Konzerne mit eigenen Gleisanlagen und Schienenfahrzeugen verdienen nur dann Geld mit den Fahrzeugen, wenn sie im täglichen Betrieb rollen.

In Dortmund arbeitet seit September 2018 ein Stratasys’ FFM-Drucker Fortus 450MC und dem Material Ultem 9085. Dieser Kunststoff eignet sich nach Auskunft von Kuczmik bei einfacher Verarbeitung hervorragend für hochfeste Teile, die auch an Stellen eingesetzt werden können, wo Brandschutzbestimmungen greifen: z.B. Wandverkleidungen und Einrichtungsteile, die durch Vandalismus beschädigt wurden. Daneben fertigt man in Dortmund auch Werkzeuge und Vorrichtungen: Diese ziehen z.B. Drehgestelle über das Betriebsgelände oder dienen zur Ablage zur Instandhaltung genutzter Tablets.

Die Additive Fertigung stellt laut Kuczmik auch besondere Anforderungen an die Mitarbeiter von Siemens Mobility. Neben Kenntnissen im Bereich Maintenance sei eine Affinität für Engineering bzw. Design und CAD wichtig. Unterstützung liefert hier auch Stratasys, beispielsweise bei der Datenumwandlung von Konstruktions- und Fertigungsdaten sowie durch Workshops für die Mitarbeiter.

Datenbank mit 800 Ersatzteilen

Die Druckdaten für die Triebzüge des RRX-Projekts liegen komplett in einer Datenbank vor. Doch auch für ältere Fabrikate können Teile additiv gefertigt werden: Sie werden vermessen und im Rechner in ein digitales Modell umgewandelt, das sich dann in mehreren Iterationen bis zum einsatzfähigen Ersatzteil entwickelt. Innerhalb von wenigen Tagen ist dann ein Teil verfügbar, auf das man auch mal mehrere Wochen hätte warten müssen.

Die Datenbank bietet derzeit Informationen über 800 verschiedene Ersatzteile für „Print on Demand“, die dann innerhalb von wenigen Stunden zur Verfügung stehen können. Bisher wurden etwa 7.500 Teile gedruckt und damit etwa 100 Kunden beliefert.

Im Laufe der nächsten Jahre will Siemens Mobility so ein weltweit verteiltes Druckernetzwerk in den Instand-setzungsstandorten schaffen, wodurch Ersatzteile sozusagen auf Zuruf zur Verfügung stehen. Damit entspannt sich die schwer planbare Ersatzteilversorgung deutlich. Ersatzteile können mit der Zeit auch durch verbesserte Versionen ersetzt werden und so auch eventuell geänderte bzw. verschärfte Normen erfüllen.

Tragende Bauteile vor Zulassung

In Dortmund werden bisher nur Kunststoffe additiv verarbeitet, doch auch höher belastete, tragende Bauteile wie Bremskomponenten oder Drehgestelle können aus dem 3D-Drucker kommen. Dafür sind dann metallische Materialien notwendig, mit denen derzeit im Siemens Mobility Center of Competence (COC) für Additive Fertigung Erlangen arbeitet. Aktuell sind eine Bremskomponente und ein Drehgestell für die Deutsche Bahn auf dem Weg zur Zulassung. Ziel ist es, dass diese Teile mindestens so robust und haltbar sind wie das Original.

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