通過3D打印技術快速響應備品備件制造是一個發展趨勢。

德國鐵路開發的3D打印輪對軸承蓋備件

解決軌道車輛備件短缺問題

     德國鐵路公司（DB）正在開展軌道車輛備品備件的增材制造項目。近日，德國鐵路揭示了使用金屬3D打印技術進行備件按需生產試點項目的結果。德國鐵路公司表示，對于負責維護數千輛車輛的7,000多名德國鐵路員工而言，備件的存儲和采購工作是一個重大挑戰，而3D打印備件的技術將提高車輛備件的可用性。

德國鐵路在購買軌道車輛之后，后續的車輛維護工作是在內部開展的。在數千輛軌道車輛的維護過程中存在的一個問題是，較舊的機車面臨著備件缺貨的挑戰。

在過去的幾年里，德國鐵路已經研究了100多個零件的增材制造可能性，最近開展的一項研究是294級機車輪對軸承蓋的3D打印可行性。

       這種型號的機車是20世紀60年代-70年代投入使用的，原鑄件直徑為374毫米，高度為78毫米，重量為11.5千克，如果蓋子缺失，潤滑劑可能會泄漏，導致軸承損壞，甚至可能導致機車脫軌。在傳統備件供應體系中，車輪對軸承蓋備用件的交付時間長達9個月，在此期間機車將停止服務。機車因缺少備件而停止服務，導致德國鐵路產生高成本。

     德國鐵路與增材制造合作伙伴共同開發科替代性的備件制造解決方案，他們使用了德國Gefertec基于電弧焊技術的金屬3D打印設備，并通過逆向工程技術創建備件的3D打印文件。在試點項目中，通過該技術進行備件的增材制造約需要8小時，在得到近凈成型部件之后，還需要進行機械加工，從最初設計到逆向工程，再到完成備件制造，時間在2個月之內。但根據德國鐵路，這一試點項目在投入正常使用之后，同樣的備件可在2-3周內完成制造。

德國鐵路公司與德國聯邦鐵路管理局材料實驗室對成品備件進行了全面測試，包括材料科學分析與計算機斷層掃描測試。測試結果顯示，3D打印備件的質量是合格的，在接下來完成認證之后，即可投入使用。

Review

      在鐵路機車的維保領域引入3D打印技術，一個直觀的變化就是對供應鏈帶來的改變。3D打印技術對產品供應鏈產生的潛在影響是3D打印技術受到關注的重要原因之一。傳統模式下，標準化的產品需要在特定的工廠中集中進行大批量生產，然后通過倉儲、物流、分銷抵達用戶手中。在此過程中，不僅生產時間長，碳排放高，還包含了昂貴的物流成本。而采用3D打印制造模式，用戶可以將產品的3D模型提交至最近的3D打印工廠或服務中心，按需進行生產。

     不僅是鐵路機車，航空公司飛機維護、汽車售后服務都是3D打印備件的應用場景。根據3D科學谷的市場觀察，飛機與汽車備件的3D打印已經進入了應用階段，例如東方航空在飛機中安裝了3D打印的客艙內飾件；汽車制造商戴姆勒從2016年起，提供梅賽德斯- 奔馳卡車中的部分塑料配件的訂購服務，這些配件是通過3D打印制造的，戴姆勒接受100個以內的任何數量訂購訂單。

3D打印在汽車備件制造中的應用。

       目前以上這些領域能夠通過3D打印技術生產的備件種類還很少，已開展的工作也往往是以非關鍵零部件為切入點的。根據3D科學谷的市場研究，現有備件進行3D打印可行性研究與開發是一個長期的過程，而每個成功開發的零部件后續還將涉及到行業認證的問題。盡管前行速度有限，將3D打印引入到備件按需生產領域，對備件供應鏈優化升級的意義是值得重視的。