Több mint 240 millió forintért vásárolt és állított üzembe 3D fémnyomtatót a Knorr-Bremse Rail Systems Budapest a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFI) támogatásával. A 30 országban jelen lévő Knorr-Bremse Csoport vasúti üzletágában ez az első 3D fémnyomtató, amelyet fékrendszerek alkatrészeinek előállítására használnak. A legkorszerűbb vasúti járműveken már most is előfordulhatnak olyan egyedi, nyomtatott fémalkatrészek melyek alkalmazása nem jelent biztonsági kockázatot. A budapesti mérnökök azonban biztonságkritikus alkatrészeket is nyomtatással terveznek előállítani, amire eddig még nem volt példa az iparágban. Első körben prototípusokat és pótalkatrészeket fognak az eszközzel nyomtatni. A fémnyomtatás a jelenlegi töredékére rövidíti le a prototípus gyártási folyamatát, így az eszköz új lendületet adhat a budapesti kutatás-fejlesztésnek.

 

Alakadó technológia

„Az, hogy a fémnyomtatást elsőként Budapesten kezdi meg a Knorr-Bremse, jól mutatja mennyire jelentős szerepet tölt be a magyarországi vállalat a cégcsoport kutatás-fejlesztési tevékenységében” – mondta Tavaszi Tivadar, a Knorr-Bremse Rail Systems Budapest ügyvezetője. „Egy ilyen technológia birtokában jóval gyorsabban leszünk képesek reagálni a vevői igényekre. Bár ma még sok a módszerrel kapcsolatos kérdés, ezekre mi fogjuk megadni a válaszokat, és mi készítjük elő a terepet a 3D fémnyomtatás széleskörű bevezetéséhez a vasúti fékgyártásban.”

 

Kevesebb alapanyag és energia

Azon túl, hogy sokkal gyorsabb a hagyományos eljárásoknál, a 3D fémnyomtatásnak jóval kisebb az alapanyag- és szerszámigénye, valamint az energiafelhasználása is, mint az öntésnek és a forgácsolásnak. Emellett a technológia lehetőséget ad olyan geometriai alakzatok megvalósítására is, amelyek a jelenlegi módszerekkel nem lehetségesek, miközben a termékek tömege is csökkenthető. 

 

A vállalat az elkövetkező hónapokban alapos teszteknek veti alá a nyomtatott alkatrészeket, de más iparágakból származó tapasztalatok alapján ezek minősége jobb lehet az öntött vagy forgácsolt alkatrészekénél. Egyelőre a kispéldányszámú, rövid határidejű gyártás kifizetődő az additív technológia alkalmazásával. A költségek csökkenésével és az említett előnyöket figyelembe véve – inkább a távoli, mint a közeljövőben – a nyomtatás, egyes termékkategóriák és alkatrészek esetében felválthatja a mai gyártási technológiákat a vasúti fékgyártásban. 

 

A Knorr-Bremse Rail Systems Budapest tavaly év végén adta át új, 11 ezer négyzetméteres gyártócsarnokát és vett fel 300 munkatársat. Ezzel a világ legnagyobb vasúti fékeket fejlesztő- és gyártó központjává vált az így összesen 1600 embert, köztük 500 mérnököt foglalkoztató cég. A vállalatnál egy helyen van a kutatás-fejlesztés, a gyártás és a tesztelés, ami ideális az új termékek létrehozásához. Mindemellett többszáz szoftvermérnök is dolgozik náluk, akik világszínvonalú termékeket fejlesztenek – így például tavaly a legjobb hazai ipari innovációk közzé sorolt ütközéselkerülő rendszert.

 

Additív technológia a járműgyártásban – jön a „digitális fém”

Az additív, vagyis alakadó technológia – népszerű nevén 3D nyomtatás – abban különbözik a hagyományos öntési és forgácsolási eljárásoktól, hogy rétegről rétegre építi fel a gyártásra szánt alkatrészt. Előnye, hogy ezzel a tervezőszoftverből egyenesen a gyártóeszközbe kerülhet a tárgy, így nincs szükség a meglévő gyártósorok átállítására. Ezért aztán akár egy vagy néhány darab termék is költséghatékonyan legyártható, ráadásul rövidebb átfutási idővel, kisebb alapanyag és szerszámigény mellett.

 

A Knorr-Bremse Rail Systemsnél üzembe állított nyomtató az iparágban vezetőnek számító EOS cég terméke. A DMLS (Direct Metal Laser Sintering) technológiát alkalmazó berendezésben a nyomtatás során egy körülbelül 400 wattos lézernyaláb olvasztja meg a nyomtatógépbe helyezett, 20-30 mikronnyi szemcsékből álló fémport. A nyomtató – anyagválasztástól függően – körülbelül 0,02 milliméteres rétegenként építi fel a nyomtatandó tárgyat, amely alumíniumból, acélból vagy titánból készülhet.

 

Magyarországon elsőként a győri Széchenyi István Egyetem Anyagtudományi és Technológiai Tanszékén kezdtek el DMLS alapú fém 3D nyomtatási technológiával foglalkozni. Az alábbi videó az ő berendezésüket mutatja működés közben:

 

 

Mivel a lézernyaláb rétegről-rétegre olvasztja meg a fémport, az így létrehozott anyag szövetszerkezete eltér a hagyományosan előállított fémekétől, ahogyan fizikai tulajdonságai is mások. Mi több, a lézersugár irányának megváltoztatásával más-más szövetszerkezetet lehet elérni. Az így létrejövő „digitális fémet” a Knorr-Bremse Rail Systems Budapestnél összetett vizsgálatoknak vetik alá, de az autóiparban szerzett tapasztalatok szerint – ahol már léteznek nyomtatott fékalkatrészek – a nyomtatott fém vélhetően minőségben sem marad el a hagyományos technológiákkal előállítottól.