La stampa 3D nel settore ferroviario

2050.AT, divisione del gruppo Transmashholding/Lokotech, il più grande produttore russo di apparecchiature ferroviarie, utilizza una Print Farm di stampanti Raise3D per produrre parti funzionali e prototipi per locomotive e offrire servizi alle imprese nel settore dei trasporti.

Intervista a Igor Konovalov, Technical Director of 2050.AT e Andrey Stepanov, Manager dei progetti legati alle tecnologie di additive manufacturing.

Raise3D: Ctrl2GO Group of Companies, che include la divisione 2050.AT, sta creando una piattaforma digitale per lo sviluppo della stampa 3D. In quali progetti e per quali scopi usa le tecnologie additive?

2050.AT: Innanzitutto, per la produzione di componenti funzionali e prototipi per locomotive, macchine agricole, ecc.

Visitiamo depositi e impianti di riparazione di locomotive e successivamente compiliamo un elenco di componenti di elevata complessità e difficili da reperire in tempi ristretti. Per evitare lunghi periodi di fermo effettuiamo prima la scansione della parte, successivamente creiamo un modello 3D e lo riprogettiamo adattandolo alla realizzazione con tecnologia additiva. Successivamente, stampiamo questa parte del componente e all'occorrenza effettuiamo post trattamenti di verniciatura.

Recentemente abbiamo realizzato uno "sleeper transfer" ("strelnik" in russo), destinato al trasferimento dei binari, utilizzando stampanti 3D.

Copertura monitor sul treno pendolare Ivolga

Parti di ricambio per trattori e macchine agricole

Raise3D: E quali componenti funzionali vengono stampati?

2050.AT: stampiamo pezzi per locomotive. Queste sono parti utilizzate internamente e che fungono da interruttore. Per la cabina di guida, stampiamo maniglie, coperture e tappi. Tuttavia, non possiamo stampare nulla che non sia concordato con le ferrovie russe. Tutte le modifiche al design della parte o l'uso di altri materiali non specificati nella documentazione di progettazione devono essere concordati e questo processo richiede più di un mese.

Raise3D: Da quanto tempo utilizzate le stampanti 3D? Utilizzate solo queste stampanti desktop (come Raise3D) o altre apparecchiature industriali?

2050.AT: Inizialmente, abbiamo acquistato 4 stampanti Raise3D Pro2 ad inizio 2019. Ci sono piaciute e abbiamo acquistato altre 16 stampanti in primavera. Ora abbiamo 20 stampanti Raise3D. In generale, prevedevamo di avere 50 stampanti.

Non abbiamo preso in considerazione altre stampanti industriali, perché hanno una fascia di prezzo completamente diversa.

"Raise3D è semplicemente eccellente in termini di rapporto qualità-prezzo."

Utilizziamo anche scanner 3D. Il processo è molto semplice: eseguiamo la scansione del componente, lo ri- ottimizzandolo per la Stampa 3D.

Raise3D: Perché avete scelto la tecnologia FDM / FFF?

2050.AT: Al momento, questa è una delle tecnologie additive con maggiore flessibilità. Siamo soddisfatti della sua qualità di stampa. Ora stiamo realizzando un prototipo di motoslitta per Ruskaya Mechanika. Ne abbiamo già fatti due, e ora questa azienda vuole lanciare un primo lotto per i propri rivenditori in modo che possano mostrarli sui test drive.

Raise3D: Sul vostro sito web, abbiamo rilevato i seguenti dati di ricerca: se il numero di componenti non supera le 1.000 unità all'anno, è vantaggioso produrle utilizzando tecnologie additive. Come realizzavate i diversi componenti prima dell'introduzione della stampa 3D?

2050.AT: Tali componenti venivano fabbricati in maniera manuale da un fabbro. Si partiva da un modello in legno, lavorato con una lima o uno scalpello, rilavorandolo più volte in modo da adattarlo. Tutto dipendeva dall’abilità manuale del lavoratore.

Ad esempio, la produzione di un trattore che viene avviata nello stabilimento richiede l’utilizzo di presse e di modelli da fonderia. Quando le parti non vanno bene, l’intero processo richiederà altri 4 mesi.

Con le stampanti 3D, produciamo stampi che possono essere rettificati e ristampati in massimo 2 settimane. La velocità di produzione di prodotti, attrezzature e prototipi è aumentata in modo significativo.

Il lavoro dei fabbri all’interno di una locomotiva richiede tempo e questo significa fermi macchina lunghi e costi di manutenzione elevati.

L’errore umano è stato risolto anche grazie alle stampanti 3D. Ci sono tecnici sempre meno specializzati e difficili da reperire. L'automazione di questi processi ci permette di risolvere queste problematiche e avviare produzioni su piccola/media scala.

Stampa componenti interno cabina

All'interno della cabina di comando ci sono diverse apparecchiature con molti pulsanti e componenti.

Se un interruttore si è rotto nella locomotiva, a causa dell’utilizzo frequente, i produttori non fabbricano componenti singoli, quindi è necessario acquistarne un intero set per sostituire un solo pezzo. Noi possiamo offrire ricambi in poco tempo e secondo le quantità richieste.

Esiste un'ispezione da parte del centro di audit tecnico delle ferrovie russe, che verifica le locomotive riparate. Tutte le riparazioni devono essere conformi alla documentazione di progettazione. La locomotiva è soggetta a verifica prima di tornare in circolazione. Se questa verifica non viene superata il mezzo resta bloccato. Questo significa di nuovo tempi di fermo e costi elevati.

Raise3D: Perché avete scelto Raise3D? Cosa è stato importante per te nella valutazione della stampante? Quali sono i suoi pro e contro, secondo te?

2050.AT:"Prima di tutto, non ci sono altri produttori con software come ideaMaker e con una piattaforma cloud così conveniente come RaiseCloud."

Tutte le nostre stampanti sono connesse al cloud. Non abbiamo identificato prodotti alternativi con questa qualità e capacità di connessione.

Grazie al RaiseCloud, le stampanti realizzano componenti anche durante il fine settimana, e il processo viene monitoraro da remoto attraverso l'applicazione mobile.

Non utilizziamo l'unità USB da anni. Ora inviamo tutto alla stampante tramite Wi-Fi.

"Per quanto riguarda il software ideaMaker, lo considero il migliore e la cosa principale è che viene costantemente aggiornato e migliorato."

Ad oggi, ce ne sono pochi, praticamente nessuno, con stampanti così affidabili e di alta qualità sul mercato.

"Siamo molto soddisfatti del supporto e della guida forniti da Raise3D, della loro disponibilità nell’aiutare il cliente a risolvere i problemi."

Sarebbe utile per noi che Raise3D abbia rilasci una stampante più grande. Saremmo i loro primi clienti.

Abbiamo 150 depositi, 10 impianti di riparazione e 10 impianti di produzione, quindi il segmento è enorme.

Flessibilità nella scelta dei materiali

Parte per locomotiva, staffa di bloccaggio per tubo aria

Raise3D: Quali materiali utilizzate principalmente?

2050.AT: Utilizziamo tutti i materiali esistenti sul mercato, tutto ciò che può essere fuso nell'estrusore. Si tratta principalmente di materiali plastici compositi, molto ABS e, meno spesso, PLA.

Di recente abbiamo realizzato stampi in ABS per Tupolev (PJSC. Un'azienda russa leader nel campo della progettazione, produzione e assistenza post-vendita di portaerei e bombardieri e velivoli speciali)

Avevano bisogno di uno stampo per imbutire una lastra di alluminio sottile con un carico di 300 kg per centimetro cubo. Il nostro modello stampato ha resistito a circa 400 kg. Ovviamente, abbiamo dovuto realizzare uno spessore di 5-6 centimetri e un riempimento al 100%.

Abbiamo anche sviluppato un nostro materiale a base polipropilene.

Raise3D: Potresti dirci qualcosa in più sul tuo materiale?

2050.AT: polipropilene caricato vetro, di colore bianco e nero, adattato alle stampanti Raise3D, che abbiamo sviluppato insieme a Sibur. Può sopportare carichi molto pesanti. Nel prossimo futuro, prevediamo di acquistare una linea per la produzione di filamenti. Abbiamo molti piani e attività e stiamo cercando di ottimizzare la produzione in ogni modo possibile, per garantire un processo di produzione più veloce e di alta qualità, ovviamente, utilizzando le tecnologie 3D.