Solution pour l'industrie ferroviaire : Impression 3D de pièces de rechange pour trains

Les attitudes sceptiques à l'égard des technologies additives ne sont pas si rares. On dit que les machines industrielles qui peuvent être utiles sont très coûteuses, et que le reste des équipements disponibles ne fonctionnent que pour imprimer des articles ménagers ou des jouets d'enfants. L'expérience de 2050.AT - une division de Transmashholding / Lokotech Group of Companies, le plus grand fabricant russe de matériel ferroviaire - prouve que cette idée est fausse.

2050.AT produit des pièces fonctionnelles et des prototypes pour les installations de locomotives et les entreprises d'ingénierie des transports. Sa production est principalement basée sur des technologies additives, mais la société explore également de nouvelles directions, telles que la projection de métal, le revêtement laser et le revêtement plasma.

2050.AT a acheté ses premières imprimantes 3D, la Raise3D Pro2 qui est livrée avec 2 extrudeuses, il y a environ un an. Igor Konovalov, directeur technique de 2050.AT, et Andrey Stepanov, responsable de leurs projets de technologies additives, nous ont parlé de leur expérience et ont expliqué certaines des subtilités de l'utilisation des technologies 3D dans l'ingénierie des transports.


Utilisation de l'impression 3D dans l'industrie ferroviaire


Nous visitons des dépôts et des usines de réparation de locomotives, et sur la base de ces visites, nous préparons une liste de pièces rares et d'autres produits présentant des problèmes de livraison. Il peut s'agir de pièces de composants discontinues ou de produits dont la documentation a été perdue. Ensuite, nous scannons la pièce ou créons un modèle 3D dans un programme spécial et la réinstallons, si nécessaire. Plus tard, nous imprimons cette pièce. Si elle a besoin d'être peinte, nous la donnons à l'atelier de peinture, puis nous l'améliorons si nécessaire.

Quelques-uns de nos projets

Nous avons récemment réalisé un transfert de traverses ("strelnik" en russe), qui est destiné au transfert de voies ferrées, à l'aide d'imprimantes 3D.

 

Voici la couverture du miroir vidéo du train de banlieue d'Ivolga :

 

Nous fabriquons également des pièces détachées pour les usines de tracteurs, comme par exemple Concern Tractor Plants à Cheboksary. Elle produit des machines agricoles et a parfois besoin de prototypes de ses produits. Quant aux derniers travaux, nous avons imprimé des pièces détachées pour une machine à semer.

Ci-dessous, les feux arrière d'un tracteur :

Avant le traitement 

Après le traitement 

 

Il existe d'autres projets qui ne sont pas liés à l'ingénierie mécanique.

Par exemple, nous travaillons également avec l'Institut MISIS (Université nationale des sciences et des technologies). Nous recevons souvent des commandes de leur part pour divers composants et avons récemment fabriqué un ensemble de casques de RV pour l'institut.

À l'avenir, nous envisageons la possibilité d'introduire les technologies 3D dans d'autres processus également. Une imprimante 3D fabrique une pièce pour un moule de presse, puis elle est traitée sur l'aléseuse à coordonnées et la surface idéale de la pièce est obtenue. C'est beaucoup plus rapide et pratique que de fabriquer un produit à partir d'un cube sur la machine à commande numérique. Le moule de presse pour les pièces en plastique est estimé à environ 300 000 à 1,5 million de roubles. En ce qui concerne les imprimantes 3D, le coût est nettement inférieur.


Raise3D échange avec 2050.AT


(Suite à l'entretien traduit du russe, édité pour la clarté et la fluidité)

Raise3D : Le groupe d'entreprises Ctrl2GO, qui comprend votre division 2050.AT, crée une plateforme numérique pour le développement de l'impression 3D. Dans quels projets et à quelles fins utilisez-vous des technologies additives ?

2050.AT : Tout d'abord, pour la production de composants fonctionnels et de prototypes pour les locomotives, les tracteurs, etc.


Raise3D : Et quels sont les composants fonctionnels que vous imprimez ?

2050.AT : Nous imprimons des pièces pour le matériel roulant de traction. Il s'agit de pièces intérieures qui sont une sorte d'aiguillage. Pour la cabine du conducteur, nous imprimons les poignées, les couvercles et les capuchons. Mais nous ne pouvons pas imprimer ce qui n'est pas convenu avec les Chemins de fer russes. Toute modification de la conception de la pièce ou l'utilisation d'autres matériaux non spécifiés dans la documentation de conception doit faire l'objet d'un accord, et ce processus prend plus d'un mois.


Raise3D : Depuis combien de temps utilisez-vous des équipements 3D dans votre travail ? Utilisez-vous uniquement ces imprimantes de bureau (telles que Raise3D) ou d'autres équipements industriels également ?

2050.AT : A l'origine, nous avons acheté 4 imprimantes Raise3D Pro2 avant le Nouvel An 2019. Nous les avons aimées et avons acheté 16 autres imprimantes au printemps. Maintenant, nous avons 20 imprimantes Raise3D. En général, nous avions prévu d'avoir 50 imprimantes, mais avec la charge de travail actuelle, 20 imprimantes nous suffisent. Nous en achèterons d'autres quand nous en aurons besoin.

Nous n'avons pas envisagé d'autres imprimantes industrielles, car elles ont une gamme de prix complètement différente.


Raise3D : Pourquoi avez-vous choisi la technologie FDM/FFF ?

2050.AT : C'est actuellement l'une des technologies additives les plus répandues. Nous sommes satisfaits de sa qualité d'impression.

Il existe également une imprimante photopolymère Uniz Slash Plus. Nous commençons tout juste à travailler avec elle. Elle a été achetée pour imprimer des modèles maîtres. Nous disposons également d'un équipement de moulage par injection sous vide. Nous imprimons le modèle maître et nous moulons ensuite les pièces pour l'ensemble des marchandises.

Nous fabriquons actuellement un prototype de motoneige pour Ruskaya Mechanika. Nous en avons déjà fait deux, et maintenant cette entreprise veut lancer un lot de marchandises pour ses concessionnaires afin qu'ils puissent les montrer lors d'essais. La FDM peut également être utilisée pour cette tâche, mais elle nécessiterait trop de post-traitement. Dans ce cas, la qualité doit être parfaite.


Raise3D : Sur votre site web, nous avons vu les données de recherche suivantes : si le nombre de pièces d'un article ne dépasse pas 1 000 unités par an, il est avantageux de les produire en utilisant des technologies additives. Comment réalisiez-vous de telles tâches avant l'introduction de l'impression 3D ?

2050.AT : Ces tâches étaient traditionnellement effectuées par un serrurier ordinaire dans une usine de locomotives. Il affûtait une pièce de bois avec une lime ou un ciseau, puis mesurait la pièce et, si elle ne s'ajustait pas, l'affûtait à nouveau, et ainsi de suite. Ce que je veux dire, c'est que tout dépendait autrefois de l'ouvrier.

Par exemple, la production d'un tracteur est lancée à l'usine. Pour fabriquer un pont, nous fabriquons d'abord un moule de presse, puis nous le coulons en métal. Certaines pièces ne s'emboîtent pas. Et la refonte du moule de presse de manière traditionnelle prendra encore 4 mois.
Avec des imprimantes 3D, nous imprimons les moules de presse avec tous les ajustements et changements en 2 semaines maximum. La vitesse de fabrication des produits, des équipements et des prototypes a considérablement augmenté.

Il y a encore une chose. Lorsque les serruriers font tout manuellement dans une installation de locomotives, cela prend du temps. Le temps signifie l'arrêt des locomotives et, par conséquent, beaucoup d'argent. C'est ce qu'on appelle le TPF, un facteur de préparation technique.

N'oublions pas que le problème de l'erreur humaine est également résolu grâce aux imprimantes 3D. Il y a de moins en moins de spécialistes qualifiés dans les ateliers. L'automatisation de ces processus nous permet de résoudre les problèmes de livraison de détails rares et de petite taille et d'économiser ainsi une somme considérable.


Raise3D : Quels sont les matériaux que vous utilisez principalement pour l'impression ?

2050.AT : Nous utilisons tous les matériaux qui existent sur le marché, tout ce qui peut être fondu dans l'extrudeuse. Ce sont principalement des plastiques composites, bien sûr, et de l'ABS ordinaire, et, moins souvent, du PLA.

Nous avons récemment réalisé des moules de presse en ABS pour Tupolev (PJSC. Une entreprise russe de premier plan dans le domaine de la conception, de la production et du service après-vente de porte-missiles, de bombardiers et d'avions spéciaux). Ils avaient besoin d'un moule sur lequel on puisse emboutir un aluminium mince avec une charge de 300 kg par centimètre cube.

Notre modèle imprimé a résisté à environ 400 kg. Bien sûr, nous devions faire une épaisseur de 5-6 centimètres et un remplissage à 100%.

Nous avons également notre propre matériau - le polypropylène.


Raise3D : Pouvez-vous nous en dire plus sur votre matériau ?

2050.AT : Il s'agit d'un polypropylène noir et blanc rempli de verre, adapté aux imprimantes Raise3D, que nous avons développé en collaboration avec Sibur. Il peut supporter de très lourdes charges. Nous avons développé ce matériau et l'avons fabriqué sur la chaîne de production en Chine. Dans un avenir proche, nous prévoyons d'acheter une ligne de production de filaments en Chine. Pour la plus économique, nous pouvons l'acheter pour 1,5 million de roubles et, avec des modifications minimales, obtenir une bonne ligne de production de filaments. Nous avons beaucoup de plans et de tâches et nous essayons d'optimiser la production de toutes les manières possibles, pour assurer le processus de production le plus rapide et de la plus haute qualité, bien sûr, en utilisant les technologies 3D.


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