3D Druck von Kabelführungen für Züge (KIMYA / ALSTOM)

Herausforderung

Es mussten 760 Kabelführungen für amerikanische und europäische Züge in einer sehr kurzen Zeitspanne für ALSTOM gedruckt werden, um die Vibrationsfestigkeit der Kabel zu erhöhen und Abrieb zu vermeiden.

Ziel

Die Teile mussten der Richtlinie DIN EN 45 545 – Brandschutz in Schienenfahrzeugen sowie einer speziellen Richtlinie des Schienenverkehrs entsprechen, um der Gefährdungsstufe „R1-HL2“ gerecht zu werden, d. h. der Flammwidrigkeitsstufe 2 (auf einer Skala von 1 bis 3).

Herstellungsschritte

I. Ein Designer des Engineerbüros von ALSTOM hat mit Catia ein 3D-Modell erstellt und Kimya einen Plan in 2D zur Verfügung gestellt.

II. Bestimmung des Materials und des Druckprofils:

    1. Das Filament wurde, um die Produktionszeiten zu verkürzen, ausnahmlos anhand von Granulaten gefertigt, die normalerweise nur bei Spritzgussverfahren verwendet werden. Das Filament besteht aus Polycarbonat (PC) und ist mit flammwidrigen Additiven angereichert.
    2. Iterationen von zwei Monaten waren notwendig, um die Maßtoleranz und die geometrische Toleranz zu erreichen und die vorgegebenen Richtlinien einzuhalten:
      • Zahlreiche Tests wurden an Hochtemperaturdruckern durchgeführt, um die perfekte Temperaturkombination (Düse + Druckplatte) zu bestimmen und somit die Probleme bei der Extrusion und dem Drucken zu beheben, die aufgrund der verwendeten Granulate und deren Kristallisationsgeschwindigkeit aufgetreten sind.
      • Infolge der Schrumpfung des erkalteten Teils waren ebenfalls Korrekturmaßnahmen erforderlich. Durch empirische Iterationen wurden die Maße des 3D Teils vergrößert, um die Schrumpfung nach dem Druckprozess zu berücksichtigen.
    3. Eine manuelle Nachbehandlung war an zwei kritischen Stellen notwendig, um die Oberflächenrauheit auf ein Minimum zu reduzieren.

Nutzen für ALSTOM

Die Teile konnten innerhalb von nur zwei Monaten fertiggestellt werden, d. h. zwei Mal schneller als spritzgegossene Teile. Trotz höherer Stückkosten war die additive Fertigung aufgrund von Einsparungen im Werkzeugbereich (keine Spritzgussformen notwendig) die interessantere Lösung für ALSTOM. Dieses Fertigungsverfahren wird für dieses Teile daher dauerhaft angewendet werden.

Es mussten 760 Kabelführungen

Es mussten 760 Kabelführungen