Die Additive Fertigung, ein Schlüsselfaktor für die Wartung von italienischen Trolleybussen

In Neapel setzt die Verkehrsgesellschaft Azienda Napoletana Mobilita S.p.A (ANM) auf additive Fertigungsverfahren, um bestimmte Ersatzteile ihrer Trolleybusse, insbesondere das Gehäuse der Stromabnehmerköpfe, zu reparieren. Mit diesen 3D gedruckten Teilen kann das Unternehmen die Ausfallzeiten seiner Elektrofahrzeuge um 95 % reduzieren. Die Komponenten dieser seit einigen Jahren in der italienischen Stadt betriebenen Busse sind nicht mehr auf dem Markt erhältlich und sie mit herkömmlichen Herstellungsverfahren zu produzieren, würde zu lange dauern.

Die additive Fertigung ermöglicht, unsere Lieferketten durch eine lokale und schnelle Produktion neu zu erfinden. Durch „Reverse Engineering“ können veraltete Teile schneller gefertigt werden, und zwar indem von den ursprünglichen Teilen ein 3D-Scann erstellt wird. Anhand der so kreierten 3D Modelle kann dann innerhalb von wenigen Tagen die physische Gestaltung erfolgen. Dieses Verfahren ist insbesondere für das Transportwesen interessant, wo auf diese Weise lange Ausfallzeiten von Fahrzeugen und damit verbundene Kosten vermieden werden.

Der neue Stromabnehmerkopf (Photo Credits: Stratasys)

Zwei additive Fertigungsverfahren zur Herstellung des Kopfs

ANM nutzt additive Fertigungsverfahren, um bestimmte Teile der Trolleybusse, in diesem Fall, den Stromabnehmerkopf, zu fertigen. Die Verkehrsgesellschaft hat den italienischen 3D-Druckservice 3DnA beauftragt, das besagte Teil mit dem 3D-Drucker (FFF) F900 von Stratasys und dem Metall-3D-Drucker SLM 500 von SLM Solutions zu fertigen.  Zur Herstellung des Teils wurde der Thermoplast ULTEM 9085 gewählt, der für seine Festigkeit bekannt ist und die elektrischen Isolationsstandards erfüllt. Bei dem Metall handelt es sich um die Aluminiumlegierung AlSi10Mg.

Alessandro Manzo, CEO von 3DnA erklärt: “Das Material ist essentiell, damit das Teil keinen Strom leiten kann. Außerdem verfügt das Filament ULTEM 9085 über drei für Anwendungen im Transportwesen erforderliche Schlüsselkriterien: Es besitzt eine hervorragende Wärmeformbeständigkeit von 153° C, es ist flammhemmend und bietet ein sehr hohes Festigkeits-Masse-Verhältnis.”

Das mit ULTEM 9085 3D gedruckte Gehäuse (Photo Credits: Stratasys)

Verkürzte Ausfallzeiten der Trolleybuss

Würde man die Ersatzteile mit herkömmlichen Herstellungsverfahren produzieren, würde die Produktionszeit 12 Monate in Anspruch nehmen. Diese lange Produktionszeit konnte dank der additiven Fertigungsverfahren erheblich verkürzt werden.  ANM schätzt, dass die Ausfallzeiten der Busse um 95 % reduziert werden konnten. Der Stromabnehmerkopf besteht im Kern aus einer Metallstruktur sowie aus einem Gehäuse. Beide Komponenten werden per 3D-Druckverfahren hergestellt – Mit dem Gehäuse kann der Kopf mit den Oberleitungen verbunden werden. Dieses neue Design ist eine interessante Lösung für die Zukunft: Im Falle einer Beschädigung des Teils muss nur eine Komponente neu gedruckt werden, die Struktur oder das Gehäuse, aber nicht das gesamte Teil.

Alessandro Manzo fährt fort: “Mit unserem F900 waren wir in der Lage, innerhalb von nur 2 Wochen ca. 20 Stromabnehmerköpfe zu produzieren und zu liefern, wodurch ANM das Risiko von zusätzlichen Ausfallzeiten seiner Flotte ausschließen und den 3 Millionen Einwohnern Neapels einen zuverlässigen Transport sicherstellen konnte. Für ANM ist es insgesamt ungemein wichtig, über eine gewisse Flexibilität bei der Produktion zu verfügen. Die Verkehrsgesellschaft kann von jetzt an Teile nur bei tatsächlichem Bedarf bestellen und muss keine hohen Kosten mehr für die Lagerung dieser Teile in Kauf nehmen.“

Additive Fertigung
Die mit dem Drucker von SLM Solutions gedruckten Metallstrukturen

Der italienische 3D Druckservice erhofft sich, die 3D Technologie für andere Anwendungen im Transportwesen nutzen zu können, um deren großes Potenzial demonstrieren zu können.