3Dプリント技術が鉄道車両のメンテナンスと製造の分野に参入

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1. 3D プリントは、積層造形とも呼ばれ、デジタルモデルファイルに基づいており、粉末金属やプラスチックなどの接着材料を使用して層ごとに印刷することでオブジェクトを構築します。ドイツ鉄道（DB）は3Dプリント技術をメンテナンス分野に応用することに成功し、主要部品の製造に主にプラスチック材料から金属材料を使用するように拡大しました。株洲軌道交通設備製造産業イノベーションセンターは、設備メンテナンス分野での3Dプリント技術の産業インキュベーションを実現します。国内外の鉄道および軌道交通産業における3Dプリント技術の発展の潜在力が徐々に解放されています。

2. 3D プリント技術は、メンテナンス分野におけるスペアパーツの製造モデルを変え、古い部品の小ロット不足の問題を解決しました。従来のモデルでは、標準化された製品を特定の工場で大量生産する必要があり、保守分野では古い部品の小ロットが不足しているため、調達に時間がかかり、コストもかかります。 3Dプリント製造モデルを採用することで、メーカーやユーザーは製品の3Dモデルを3Dプリント工場に提出し、必要なスペアパーツを迅速に製造することができ、不足問題を解決するだけでなく、納期を大幅に短縮し、在庫コストを削減することができます。

3. 3Dプリント技術は、リサイクル炭素繊維などの新興素材と組み合わせることで、鉄道車両製造分野に参入し、従来の鉄鋼やその他の金属素材では実現できない、より軽量で快適かつ静かな鉄道車両を生産することが期待されています。鉄道の台車や走行装置の製造には、鋼鉄などの伝統的な金属材料が好まれます。その構造は強固で耐久性に優れていますが、形状には制限があります。炭素繊維複合材の主な利点は、ほぼあらゆる形状や構造に印刷でき、強度も高いため、鉄道車両台車やその他の部品の設計に新たな可能性が開かれることです。

4. 3D 印刷技術には、ソフトウェアモデル、印刷技術、設備、材料が含まれており、業界では 3D 技術の大量生産への応用についてさまざまな意見があります。したがって、鉄道輸送の保守および製造業界では、どの部品が 3D プリントに適しており、3D プリントからメリットが得られるか評価する必要があります。さらに、3D プリント部品を使用する際の主な課題の 1 つは、厳しい安全要件を満たすことです。3D プリント部品の場合、強度、信頼性、難燃性、その他の部品の特性など、取り付け前に厳密な評価を行う必要があります。

ニュース
動的オリジナルテキスト1:
株洲市は今年、鉄道輸送部品の3Dプリントを実現し、2年以内に生産額が1億に達すると予想されています。株洲晩報（2018-03-12）は、初めてで唯一の「湖南製造イノベーションセンター」の称号を獲得しました。当市の先進的な鉄道輸送設備製造産業イノベーションセンターは、鉄道輸送設備のメンテナンス分野に適した3Dプリント技術を育成します。

3D プリンティングは、積層造形とも呼ばれ、デジタルモデルファイルを基礎として、粉末金属やプラスチックなどの結合可能な材料を使用して層ごとに印刷することでオブジェクトを構築する、ラピッドプロトタイピング技術の一種です。

「現在、3Dプリント技術は工業デザインの分野で応用されています。例えば、3Dプリント技術は、パンタグラフガイドロッド、高電圧接地スイッチ伝送部品、真空遮断器異方性エアシリンダー、磁気浮上車両サスペンションフレームサポートアームなど、鉄道輸送の主要部品の印刷に使用されています。この技術により、部品の精度を向上させ、コストを削減できます」と、イノベーションセンターの運営主体である株州国創レールテクノロジー株式会社のゼネラルマネージャー、モ・ホンボ氏は述べています。

莫紅波氏は、鉄道輸送設備のメンテナンス分野に応用可能な3Dプリント技術プロジェクトが基礎研究、事業計画、資金調達を完了したと紹介した。今年中に産業化され、2年後には総生産額が1億元に達すると予想されている。

動的オリジナルテキスト2:
リサイクルカーボンファイバー + 3D プリントで、より軽量で快適な新世代の列車を製造します。
鉄道の視点 (2018-04-13) 鉄道車両におけるリサイクル炭素繊維の研究プロジェクトは、英国鉄道安全基準委員会 (RSSB) が開始した車両力学コンペティションから始まりました。最終的に、ELG が主導する軽量炭素繊維鉄道車両台車フレームプロジェクトが優勝しました。そのため、RSSB は鉄道旅客車両用のリサイクル炭素繊維台車のプロトタイプの設計と製造のため、ELG に 125 万ポンドの資金を提供しました。

ELG は、製造廃棄物や最終使用部品から炭素繊維を回収するための完全かつ非常に効率的な開発プロセスを備えたリサイクル炭素繊維製品の専門企業です。リサイクル炭素繊維鉄道車両台車プロジェクトの研究チームには、英国ハダースフィールド大学鉄道研究センター、アルストム、バーミンガム大学センサー・複合材料研究センターなどの共同機関が参加している。

リサイクル炭素繊維台車は現在、英国ハダースフィールド大学の鉄道研究センターで本格的なテストを受けている。リサイクルされた炭素繊維で作られたこの列車台車は、従来の台車よりも 50% 軽量であるため、線路の摩耗、エネルギー消費、メンテナンスコストが削減され、運行業者のコストを大幅に節約できます。

試験段階を担当する主任技術者は「台車フレームの製造にリサイクル繊維が使用されるのは今回が初めてだ。次に台車の剛性を試験し、研究センターの転がり試験台でいくつかの動的試験を実施する予定だ」と語った。

ハダーズフィールド大学研究センターのリサイクル炭素繊維台車現在、ハダーズフィールド大学鉄道研究センターでは、炭素繊維材料と台車製造プロセスに関する関連研究を行っています。同センターは、より軽量で信頼性が高く、快適で静かな鉄道車両を開発するために約30万ポンドの資金援助を受けている。

この研究プロジェクトは、EUのRUN2RAILプロジェクトの一部です。これは新しいプロジェクトの総称であり、EUの統合鉄道プロジェクトShift2Railの一部です。総資金は273万2000ユーロで、プロジェクトにはヨーロッパの大手エンジニアリング企業と大学が共有する4つの研究テーマが含まれています。

ハダースフィールド大学鉄道研究センターの専門家は、炭素繊維複合材の主な利点は、ほぼあらゆる形状や構造に印刷できることだと述べた。研究センターは、ロボットによる積層造形システムを使用して列車の台車フレームを製造するために、炭素繊維複合材と 3D 印刷技術の応用を調査することを決定しました。

研究センターは、3Dプリント技術が成熟するにつれて、車軸箱やブレーキブラケットなどの新しい鉄道車両部品の製造に金属3Dプリントも検討されるだろうと述べた。技術が発展するにつれて、鉄道製造への応用がより実現可能になるでしょう。

エンジニアリング会社が炭素繊維のバネ装置を備えた台車を製造したが、列車の車輪の製造には依然として従来の鋼鉄構造が使用される。ハダースフィールド大学鉄道研究センターの専門家は、「車輪のハブや車軸に代替材料を検討したが、現在調査中だ」と語った。

RUN2RAILプロジェクトは2019年8月に完了する予定です。このプロジェクトは、新しい材料と技術を使用して鉄道輸送を改善し、鉄道車両を「より軽量で、より信頼性が高く、より快適で、より静かに」することを目指しています。研究目標が達成されるかどうか、そして結果がどうなるか、Railway Viewpointは今後も追跡し続けます。楽しみに待ちましょう！

動的オリジナルテキスト3:
ドイツは3Dプリントを導入し、来年には15,000個の列車部品を印刷する可能性がある。中国インテリジェント製造ネットワーク（2017-05-17）ドイツ鉄道（DB）は、現在3Dプリント技術を導入している最大の鉄道会社の1つです。これまでに、3Dプリンターを使用して約1,000個の列車スペアパーツを製造しました。 3D プリントは、古い部品の不足を効果的に解決するのに役立ち、従来のプロセスよりも柔軟性と経済性に優れています。同社は現在、このアプリケーションを徐々に拡大している。そのため、今年末までに、3D プリントされた列車部品の数が 2 倍になると予想されています。 2018年末までにこの数は15,000に達すると予想されています。

これは明らかに、DB が 3D プリント技術の利点を十分に認識しているからです。「列車の修理とメンテナンスをより良く行うには、スペアパーツを最速で供給する必要がありますが、3D プリントはこれを実現する最適なツールです。さらに良いことに、従来のプロセスよりも柔軟性が高く、経済的です」と、DB Train Maintenance の CEO である Uwe Fresenborg 氏は述べています。

同時に、DB プロジェクトリーダーの Stefanie Brickwede 氏によると、3D プリントは古い部品の不足を効果的に解決するのにも役立ったとのことです。「私たちが印刷している部品のほとんどは古いものです。それらの部品の場合、3D 設計ファイルを入手するのは通常困難です。2D 図面しか入手できず、それも運が良ければです。しかし、今ではスキャンと測定のおかげで、この問題は完全に解決されました。」

DB が 3D プリントした最初の列車部品は、洋服掛けでした。その後、接続ボックス、ラジエーターファンスラリー、ダストカバー、ジョイスティックなどの他の部品も印刷し、すべて正常に使用されました。

これらの部品はもともとプラスチック材料を使用して印刷されていたことは注目に値します。しかし現在、DB が新しい粉末印刷技術を導入したことで、かなりの数の製品がより優れた性能を持つ金属材料で作られるようになります。ただし、最終的な効果を確実にするために、DB は実際の設置前に厳格な評価を実施します。

DB は、列車部品の製造に加えて、点字標識の作成など、3D プリントの他の潜在的な用途も積極的に模索しています。この試みは現在、ベルリン中央駅で実際のテストが始まっています。

現在、DB には 3D プリントプロジェクトに専念するフルタイム従業員が 7 人います。これらの人々は、長距離旅客・貨物輸送、インフラ、物流など、さまざまな仕事に従事しています。さらに、他の専門分野を持つパートタイム従業員40人もプロジェクトに参加しました。

出典：株洲晩報、鉄道視点、中国智能製造ネットワークなど。編集・分析：上海神通地下鉄グループ有限公司技術センター張宇。

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