3D打印已廣泛應用於(yu) 各種領域，本文主要回顧增材製造技術在鐵路行業(ye) 的應用。3D打印製造技術有很多優(you) 勢，特別是在速度和生產(chan) 成本方麵。無論是為(wei) 火車設計扶手、座椅還是其他部件，增材製造在許多情況下都被證明是一種非常可行的替代傳(chuan) 統製造的方案。為(wei) 了更好地了解3D打印在鐵路領域的不同用途，讓我們(men) 回顧一下鐵路行業(ye) 中一些利用增材製造技術的最傑出的項目。

SNCF：3D打印備件減少庫存

法國鐵路行業(ye) 的主要參與(yu) 者SNCF（法國國家鐵路公司）已將增材製造運用到日常的生產(chan) 製造中，能夠更快地設計備件，避免長時間停運。SNCF設備總監Bruno Langlois解釋說：“為(wei) 確保列車可用性，SNCF必須能夠在同一天更換有缺陷的部件。然而，由於(yu) 列車由大量零件組成，我們(men) 必須管理大量庫存。借助增材製造，我們(men) 可以根據需要製造零件減少庫存。”2021年，SNCF宣布集成3YOURMIND軟件，可以識別和鑒定能夠3D打印的備件。利用此軟件SNCF在30,000多個(ge) 備件中確定了可以使用AM製造的10.3%的3D打印部件，並將交付時間縮短了85%。

Alstom（阿爾斯通）：3D打印備件

●Alstom，是一家大型的法國公司，總部位於(yu) 法國巴黎附近，其主要業(ye) 務為(wei) 電力及軌道交通基礎設施。

2016年，Alstom推出了“未來工業(ye) ”計劃，增材製造在其中發揮了主要作用。Alstom相信3D技術在鐵路行業(ye) 一定會(hui) 產(chan) 生額外的價(jia) 值，特別是在獲得靈活性和減少可能造成重大財務損失的停運方麵。2021年，Alstom提出了關(guan) 於(yu) 電車軌道的具體(ti) 案例研究，利用3D打印設計出由TPU 92A製成的排水塞，防止前燈破裂。在48小時內(nei) 打印了十幾個(ge) 零件，將固定成本降低了80%。（通常，需要45天才能收到更換零件）

△通過利用 3D 打印，Alstom可以使用靈活且堅固的材料更快地進行設計（圖片來源：Alstom）

POLGAR KFT：3D打印座椅原型

●POLGARKFT：匈牙利汽車零部件製造商

作為(wei) 汽車行業(ye) 的零部件製造商，Polgar為(wei) 火車設計了一些零部件。它使用Omni3D的Factory 2.0工業(ye) 3D打印機，並與(yu) 公司Metris 3D合作，Polgar 3D打印了原型座椅。該公司表示，它顯著降低了原型製作成本，節省了370,000歐元，即成本的90%。Polgar補充說，它能夠在短短三周內(nei) 完成該部分，而傳(chuan) 統方法需要16周。為(wei) 了設計相對較大的部分，座椅在組裝之前被打印在不同的組件中。

△3D打印座椅的原型（照片來源：Polgar）

Renfe：3D打印備件

●Renfe是西班牙國有主要鐵路運行商,可提供包括地區鐵路運營和高速城際列車在內(nei) 的各級鐵路運營。

Renfe是西班牙領先的鐵路運輸公司，它擁有一個(ge) 製造和維護部門，該部門集成了一係列用於(yu) 開發備件的3D技術。這些新技術的整合應該使Renfe能夠製造備件以及小批量和快速交付訂單。與(yu) 其他傳(chuan) 統方法相比，增材製造的優(you) 勢是在製造零件時節省了成本和時間，這也是他們(men) 將目前市場上最先進的方法整合到他們(men) 的業(ye) 務中的目標的一部分。

△位於(yu) 馬德裏的試點中心（圖片來源：Renfe）

Run2Rail 項目

歐洲Run2Rail項目於(yu) 2018年啟動，由University of Huddersfield（哈德斯菲爾德大學）鐵路研究所(IRR)的Simon Iwnicki教授領導，旨在改變火車製造流程。研究人員希望使用3D打印和碳纖維來設計更輕、更安全、更安靜的火車。由於(yu) 所使用的複合材料和技術，參與(yu) 該項目的人相信他們(men) 將能夠製造具有複雜幾何形狀的零件，達到重量減輕但強度增加的目的。Simon Iwnicki教授解釋說，3D打印將使製造小型部件成為(wei) 可能，例如軸箱或軸承零件。Run2Rail匯集了不少於(yu) 15個(ge) 歐洲合作夥(huo) 伴，同時也希望減少歐洲鐵路行業(ye) 的生態足跡。

Angel Trains與(yu) Stratasys合作

●Angel Trains是一家貨物和客運車輛提供商，服務於(yu) 英國和歐洲大陸市場。

英國火車租賃專(zhuan) 家AngelTrains與(yu) ESG Rail和Stratasys合作設計了一些專(zhuan) 門用於(yu) 火車內(nei) 部的部件。他們(men) 希望通過3D打印技術改變鐵路行業(ye) 並提供更快、更重要且更經濟的製造方法。目前，項目成員已經使用Stratasys FD 打印機設計了扶手、把手和折疊架。AngelTrains表示他們(men) 使用了美國製造商Antero 800 NA燈絲(si) ，這是一種由PEKK製成的材料，比傳(chuan) 統的熱塑性塑料具有更好的性能。

△3D打印平板電腦（圖片來源：Angel Trains）

HS2使用混凝土3D 打印

●英國高速鐵路2號（HighSpeed 2）即英國HS2工程，是英國政府於(yu) 2012年1月8日批準的一項高鐵工程，首期投資達到320億(yi) 英鎊，預計2033年全線投入運營。

HS2被認為(wei) 是一種不僅(jin) 可以改善英國基礎設施的方式，還可以為(wei) 旅行者提供更環保的交通選擇。減少環境汙染和減少製造成本一直是該項目的目標。出倫(lun) 敦隧道承包商SCS JV(Skanska Costain STRABAG Joint Venture)已使用混凝土3D打印來實現其建造這條鐵路的上述目標。SCS JV計劃使用計算機操作的機器人打印混凝土，能夠在現場製作所需結構。

△HS2完成後的外觀（圖片來源：HS2 Ltd）

NS進入3D技術世界

●NS是荷蘭(lan) 主要的鐵路公司，負責運營荷蘭(lan) 的鐵路係統。

Nederlandse Spoorwegen (NS)公司宣布為(wei) 火車的20個(ge) 部件進行3D打印。它不僅(jin) 專(zhuan) 注於(yu) 增材製造，還采用了其他類型的技術，例如3D掃描儀(yi) 和數字化。NS稱，他們(men) 已經能夠製造複雜且難以複製的零件，例如儀(yi) 表板框架。他們(men) 對舊模型進行3D掃描，然後使用增材製造創建新組件。NS 這種集成有助於(yu) 顯著減少製造時間和維護過程。

△3D打印部件示例（圖片來源：Nederlandse Spoorwegen）

Bombardier Transportation與(yu) Stratasys的合作夥(huo) 伴關(guan) 係

●龐巴迪運輸（Bombardier Transportation）是龐巴迪公司集團的子公司之一，負責供應鐵路設備，也是全球最大的鐵路設備製造及服務公司。

Bombardier Transportation是世界知名的軌道車輛製造公司。，這家總部位於(yu) 德國的公司與(yu) 3D打印領域的領先公司之一Stratasys合作已有一段時間。Stratasys使Bombardier Transportation能夠生產(chan) 各種原型、工具以及火車和有軌電車的最終零件——所有這些都來自3D打印機！由於(yu) 使用了增材製造，Bombardier Transportation可以減少成本並提高時間效率。StratasysF900 3D打印機的打印體(ti) 積為(wei) 914x610x914mm特別適合Bombardier Transportation的3D打印風管、保護外殼和電纜橋架。

△BombardierTransportation正在通過使用Stratasys F900進行製造。（圖片來源：Bombardier Transportation）

Mobility Goes Additive 自由應用3D打印

●Mobility goes Additive（MGA）是德國的一家公司，可為(wei) 運輸業(ye) 提供3D打印部件。

總部位於(yu) 柏林的Mobility Goes Additive (MGA)多年來一直專(zhuan) 注於(yu) 增材製造。MGA的目標很明確：使3D打印在鐵路部門和整個(ge) 交通部門的使用民主化。在2019年，鐵路部門的第一個(ge) 3D打印組件獲得批準。具體(ti) 來說，這是一種由金屬製成的製動懸架，現在在Hamburg的地鐵中使用。對於(yu) 成立於(yu) 2017年的MGA，製動組件的批準得益於(yu) 與(yu) 眾(zhong) 多合作夥(huo) 伴的合作：西門子交通、德國鐵路公司和弗勞恩霍夫研究所。最後，在最終批準3D打印部件之前，TüV還進行了必要的質量保證。

Union Pacific集成3D打印

●UP：北美地區最大的鐵路公司之一，太平洋聯合鐵路公司(Union Pacific Railroad)承擔美國西部三分之二地區的貨物運輸，運輸線路全長3萬(wan) 6千英裏。

與(yu) 許多其他大陸，尤其是歐洲和亞(ya) 洲不同，商業(ye) 鐵路運輸在美國並不那麽(me) 突出。話雖如此，鐵路仍然穿越美國，主要用於(yu) 貨運，在美國經濟中發揮著關(guan) 鍵作用。聯合太平洋(UP)早在2013年，就開始通過增材製造技術，幫助機車運行更安全、更高效。盡管他們(men) 沒有透露使用了哪些3D打印技術，但顯然該公司已將3D打印廣泛用於(yu) 原型製作。

△圖片來源：聯合太平洋鐵路公司

CAF將增材製造用於(yu) 火車部件

●RL Components是CAFManufacturing的子公司，CAF Manufacturing是一家致力於(yu) 製造火車和鐵路設備的西班牙公司。

幾年前，CAF開發了第一輛集成了一係列3D打印前端組件的輕軌車輛。該項目與(yu) 薩拉戈薩有軌電車一起進行，為(wei) CAF Urbos車輛設計和製造零件。為(wei) 此，他們(men) 使用了先進聚合物的3D打印，這些聚合物符合最嚴(yan) 格的鐵路行業(ye) 關(guan) 於(yu) 火災和煙霧的規定。此外，該技術在備件供應方麵被視為(wei) 具有競爭(zheng) 力的替代方案。同時，RL Components還能夠使用3D掃描開發備件的逆向工程。

△項目背後的團隊（圖片來源：CAF Manufacturing / Zaragoza Tramway）

siemens Mobility Services和Fortus 450mc

●Siemens Mobility Services：作為(wei) 西門子基礎設施與(yu) 城市業(ye) 務領域的一個(ge) 部門，是一家國際領先的鐵路車輛及相關(guan) 服務供應商。

iemens Mobility Services自2020 年以來一直使用3D打印服務。它使用Stratasys開發的Fortus 450mc 3D打印機進行鐵路行業(ye) 的創新製造。Siemens Mobility Service投資的原因很明確：通過增材製造，該公司希望能夠在重要部件的生產(chan) 和維護中更加靈活高效。特別是，某些火車模型和相關(guan) 備件在某些情況下不再生產(chan) ，這使得維修工作變得更加困難。

△SiemensMobility Services使用來自3D打印公司Stratasys的技術（圖片來源：Siemens Mobility Services）

Deutsche Bahn應用增材製造

●德國鐵路股份公司（Deutsche Bahn AG）一般簡稱為(wei) 德國鐵路（DB），是一家總部設於(yu) 柏林的德國國有運輸公司，於(yu) 1994年在法蘭(lan) 克福創立。

自從(cong) 收購和大量使用大尺寸3D打印機以來，DB始終與(yu) 時俱進。這家德國壟斷公司主要使用增材製造來維護其列車，以提高效率和速度。因此，除了用於(yu) 火車維修的工具外，準確地說是由塑料製成的備件，已經在使用3D打印機生產(chan) 。DB早在2021年就表示將利用增材製造技術，因為(wei) 這將使他們(men) 能夠在現場擁有必要的備件庫存，而不必考慮供應鏈問題和原材料短缺問題。

△德國鐵路以其創新性而聞名（圖片來源：德國鐵路）