GE 運(yùn)輸（GE Transportation）最近在InnoTrans 交通技術(shù)展覽會(huì)上表示，將借助GE在航空業(yè)務(wù)上的3D打印經(jīng)驗(yàn)研發(fā)軌道機(jī)車(chē)部件。利用增材制造技術(shù)，可以使部件設(shè)計(jì)的更加緊湊，減少?gòu)?fù)雜軌道機(jī)車(chē)零部件的加工時(shí)間。如果早期測(cè)試取得成功，到2025年，GE將通過(guò)3D打印技術(shù)生產(chǎn)250個(gè)機(jī)車(chē)部件。

更加緊湊的機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)部件

       3D打印技術(shù)節(jié)省了鑄造工序，節(jié)約了模具生產(chǎn)的時(shí)間，可以快速生產(chǎn)原型，這樣部件的設(shè)計(jì)周期將會(huì)大幅減少。增材制造對(duì)于部件的復(fù)雜性不敏感，能夠一次加工完成復(fù)雜的組件。以發(fā)動(dòng)機(jī)熱交換器為例，它具有2000個(gè)單獨(dú)的零件，接頭或焊點(diǎn)，而通過(guò)3D打印技術(shù)制造熱交換器，就可以在設(shè)計(jì)時(shí)采用功能集成的設(shè)計(jì)方案。

      GE運(yùn)輸表示，粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)是非常適合于制造軌道機(jī)車(chē)部件的。雖然這些零部件在經(jīng)過(guò)粘結(jié)劑噴射3D打印之后還需要在高溫熔爐中進(jìn)行燒結(jié)，比一些增材制造方法環(huán)節(jié)復(fù)雜一些，但該技術(shù)具有一些特有的優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)成本低，可批量生產(chǎn)，打印速度快等。

     GE運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)愿景是，使軌道機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)部件變得更加緊湊，他們?cè)?D打印技術(shù)方面的發(fā)展也是與GE在軌道機(jī)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)戰(zhàn)略部署緊密結(jié)合的。GE目前提供的是4000馬力標(biāo)準(zhǔn)和4400馬力標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)車(chē)，為了豐富產(chǎn)品，GE正在實(shí)施“電池-柴油混合動(dòng)力機(jī)車(chē)”項(xiàng)目，最終的目標(biāo)是在城市和其他敏感環(huán)境區(qū)域內(nèi)，重型貨運(yùn)列車(chē)僅依靠電池運(yùn)行。但這種“混合”動(dòng)力需要電池和超級(jí)電容器單元提供強(qiáng)大的動(dòng)力。如果能通過(guò)增材制造先進(jìn)技術(shù)制造設(shè)計(jì)更為緊湊的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，那么就可以增加電池的空間，提供更強(qiáng)大的動(dòng)力。

GE運(yùn)輸表示希望明年開(kāi)始試用3D打印機(jī)車(chē)零件，以期待在未來(lái)十年中廣泛采用增材制造技術(shù)。

Review

      國(guó)內(nèi)外多家軌道交通企業(yè)在使用3D打印技術(shù)，以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。株洲市先進(jìn)軌道交通裝備制造業(yè)創(chuàng)新中心將對(duì)適用于軌道交通裝備維保領(lǐng)域的3D打印技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)孵化。運(yùn)用3D打印技術(shù)打印軌道交通關(guān)鍵零部件，通過(guò)這一技術(shù)，可提高零件精密度、減少成本。

    在西門(mén)子鐵路服務(wù)中心，安裝了Stratasys 3D打印機(jī)，使用增材制造技術(shù)來(lái)輔助列車(chē)維護(hù)。利用這一技術(shù)，零件制造時(shí)間縮短了95%。將一系列創(chuàng)新數(shù)字技術(shù)整合在一起，可以顯著提高客戶(hù)鐵路運(yùn)營(yíng)的效率，能夠以更低的成本和更短的時(shí)間框架優(yōu)化備件，延長(zhǎng)使用壽命。此外，該中心還與道路與運(yùn)輸管理局合作，為無(wú)人駕駛的迪拜地鐵提供3D打印部件。

      德國(guó)鐵路股份公司通過(guò)3D打印技術(shù)進(jìn)行機(jī)車(chē)零部件的維修，德國(guó)鐵路公司在每個(gè)維修工作站中確定了至少一名或兩名3D打印專(zhuān)家，并確定哪些零部件可以通過(guò)3D打印技術(shù)受益。事實(shí)證明，有很多火車(chē)零件適用于3D打印，包括咖啡機(jī)的備件、外掛鉤、方向盤(pán)蓋、頭枕框架、盲人旅行者的盲文路標(biāo)等等。德國(guó)鐵路并不局限于使用一種3D打印技術(shù)，用于塑料打印的材料主要是PA-12尼龍材料，用于金屬3D打印的材料主要是鋁合金材料，德國(guó)鐵路還開(kāi)始通過(guò)3D打印來(lái)制造鈦合金零件。

    在SpaceX舉辦的超級(jí)高鐵車(chē)廂設(shè)計(jì)大賽（Hyperloop PodRace）上，3D打印機(jī)專(zhuān)家voxeljet（維捷）為荷蘭Delft科技大學(xué)的作品Hyperloop POD提供了3D打印的PMMA熔模鑄造模具用于鑄造鋁件，助力其奪得大賽的第二名。Delft科技大學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)形狀十分復(fù)雜的鋁制吊艙懸掛系統(tǒng)，這樣的產(chǎn)品需要采用熔模鑄造工藝來(lái)完成。他們發(fā)現(xiàn)voxeljet（維捷）的PMMA材料帶來(lái)非常出色的燃燒結(jié)果，達(dá)到非常低的灰分含量，并且膨脹系數(shù)低，所以陶瓷殼沒(méi)有形成裂紋的風(fēng)險(xiǎn)，打印技術(shù)與材料技術(shù)的結(jié)合帶來(lái)了優(yōu)秀的鑄造質(zhì)量。在這個(gè)過(guò)程中，3D打印技術(shù)能夠生產(chǎn)復(fù)雜鑄件模具，不僅經(jīng)濟(jì)、高效而且還滿(mǎn)足了復(fù)雜零件的細(xì)節(jié)要求。

    像航空航天工業(yè)那樣，鐵路/軌道機(jī)車(chē)制造企業(yè)在采用3D打印零件方面面臨的主要挑戰(zhàn)之一就是符合嚴(yán)格的安全要求。 由于乘客需要長(zhǎng)時(shí)間乘坐，這對(duì)零件的抗磨損性和穩(wěn)定性提出了很高的要求，列車(chē)的零件還需要滿(mǎn)足阻燃的性能要求。