Wabtec は 3D プリントを使用して鉄道車両のパンタグラフを改良し、部品数を 17 個から 1 個に減らし、重量を 75% 削減しました。

Wabtec は 3D プリントを使用して鉄道車両のパンタグラフを改良し、部品数を 17 個から 1 個に減らし、重量を 75% 削減しました。
この投稿は Bingdunxiong によって 2023-12-21 16:37 に最後に編集されました

2023年12月21日、アンタークティックベアは、世界有数の鉄道技術企業の1つであるワブテックが、選択的レーザー溶融(SLM)3Dプリント技術を使用して、鉄道システムの主要コンポーネントであるパンタグラフマニホールドに大幅な改良を加えたと主張していることを知りました。

△WabtecはSLMソリューションの金属3Dプリント技術を使用してパンタグラフマニホールドを変換します
Wabtec 社によると、世界中に約 3,000 台の CX パンタグラフ システムが設置されており、同市場セグメントで最高の信頼性とパフォーマンスを備えていると考えられているという。パンタグラフは最も軽量な設計を採用し、使用する部品数も最小限に抑えています。


安定した列車運行のための電力

パンタグラフは、鉄道電化輸送システムにおいて最も重要なコンポーネントの 1 つです。これは列車の屋根上に設置されており、電力網から電気エネルギーを引き出し、架空線に接続して列車の牽引システムに送る役割を果たします。この一見単純な構造は、実は現代の都市鉄道輸送の重要なリンクです。

これは電気インターフェースのように機能し、列車が電力供給システムと接続して必要な電力を取得できるようにします。パンタグラフの設計では、効率的なエネルギー伝達、安定性、さまざまな路線や速度への適応性を考慮する必要があります。このコンポーネントの存在により、列車は電気で駆動できるようになり、輸送効率が向上し、従来の燃料への依存が減り、環境への影響を軽減するのに役立ちます。

そのため、毎日の通勤中にパンタグラフについて深く考える人はほとんどいませんが、この一見目立たない装置のおかげで、現代の都市鉄道は効率的かつ持続可能な運行を実現しています。

△3Dプリント鉄道車両パンタグラフ
なぜパンタグラフを 3D プリントするのか?

以前は、パンタグラフマニホールドは最大 17 個の機械加工ブロックから製造されており、ジョイント、空気圧コネクタなどの多くの組み立て動作とコンポーネントがあり、漏れのリスクがあり、重量も重かったです。しかし、選択的レーザー溶融による 3D 印刷技術を使用することで、コンポーネントにいくつかの改善が達成されました。

注目すべき点としては、部品統合が 17 個から 1 個に削減され、重量が 75% 削減され、漏れのリスクが制限されたことでライフサイクル コストが大幅に削減されたことが挙げられます。 Wabtec 社はまた、付加的に製造されたマニホールドにより、従来のパンタグラフに比べてより高速な動きが可能になると述べている。

△フランスのアルストムも鉄道輸送3Dプリント技術を採用している。電車のドアストッパーなどの金属部品の製造やマニホールドの部品統合に 3D プリント技術を使用することで、部品の重量が軽減され、短期的にはメリットが得られました。従来のマニホールドは 17 個の部品から構成されるため、部品の損傷や故障の影響を受けやすく、その結果、交換部品を待つ間、列車は使用できないまま線路から外されることになります。交換部品の調達に問題があれば、列車は数週間運行停止となる。マニホールドに問題がある場合はシステム全体を交換する必要がありますが、Wabtec では製品が最適化されたため、このような問題が発生する頻度は少なくなると予想しています。

Wabtec は、3D プリントが環境保護にも役立つと指摘しています。フランスは電力の 70% を炭素排出のない電源から得ており、マニホールドの製造には社内で 3D プリントを使用しています。これは重要な要素です。なぜなら、従来製造されたマニホールドは別の地域で製造されるからです。


輸送、鉄道車両、パンタグラフ

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