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Nachtschicht im Gleisbett von Lyon

Composites-Pilotprojekt: Neuer Service – Testkomponenten im 3D-Druckverfahren

Für die Erweiterung der Linie B der Métro Lyon, der U-Bahn der französischen Stadt, wurde Röchling Industrial Nancy von einem führenden Unternehmen für Schieneninfrastrukturen mit der Produktion von Durostone®-Isolationskomponenten beauftragt. Als neuen Service hat Röchling erstmals vorab einen 3D-gedruckten Prototypen für Tests angeboten. Dieses Teil wurde von der Röchling Direct Manufacturing GmbH in Waldachtal hergestellt, dem Kompetenzzentrum für die additive Fertigung innerhalb der Röchling-Gruppe. Bei einem Ortstermin kurz nach Mitternacht wurde das Bauteil an der Schiene montiert. Ein Test, auf den der Kunde und der U-Bahn-Betreiber gleichermaßen gespannt waren.

Lionel Marquet, Sales Manager Molded Parts von Röchling Industrial Nancy S.A.S., geht in der Mitte des Gleisbetts der Linie B der U-Bahn im französischen Lyon. Es ist 02:00 Uhr nachts. Links und rechts von ihm führen die Schienen in die Tiefe des U-Bahn-Tunnels. Jeden Tag transportiert die Linie B Tausende von Menschen unter der Rhone hindurch. Normalerweise ist es strengstens verboten, sich hier aufzuhalten - absolute Lebensgefahr. Doch die Strecke wurde vom Betreiber gesperrt und Lionel hat eine Sondergenehmigung. Er ist nicht allein, neben ihm stehen zwei Ingenieure des U-Bahn-Betreibers und des führenden Unternehmens für Schieneninfrastruktur – dem Kunden von Röchling. Beide überwachen die Montage eines von Röchling im 3D-Druck hergestellten Prototyps an der Schiene.

Die Nachtschicht im U-Bahn-Tunnel war ein gemeinsamer Vorschlag des Kunden und Röchling an den U-Bahn-Betreiber. „Unser faserverstärktes Material Durostone® wird seit mehr als 20 Jahren in der Schieneninfrastruktur eingesetzt. Basierend auf den Vorgaben konzipieren wir gemeinsam mit unserem Kunden Komponenten. Aber wir waren schon lange auf der Suche nach einem Projekt, bei dem wir unserem Kunden einen neuen Service in Form eines 3D-gedruckten Prototyps aus thermoplastischem Kunststoff anbieten konnten, um die Konstruktion und Passform zu überprüfen, bevor wir mit der Produktion von Formpressteilen aus Durostone® beginnen“, erklärt Marquet.

Testbauteil an der Schiene montiert: Bei einem Besuch vor Ort wurde das Bauteil direkt an der Schiene montiert, um das Design, die Montage und Handhabung zu prüfen.

Aus gutem Grund stimmten alle schnell der Idee von Lionel Marquet zu, einen 3D-gedruckten Prototypen zu entwickeln. Marquet: „Wir fertigen hochtechnologische Komponenten, die direkt an der Schiene montiert werden. Sie müssen eine außerordentlich hohe Passgenauigkeit aufweisen. Die gesamte Schienenkonstruktion muss den hohen Belastungen des täglichen Betriebs der U-Bahn standhalten. Ein hohes Maß an Fahrgastsicherheit und Zuverlässigkeit sind von größter Bedeutung. Mit einem Testlauf bieten wir eine größere Sicherheit.“ 

Aber warum besteht das Testbauteil aus einem thermoplastischen Kunststoff, hergestellt im 3D-Druckverfahren und nicht direkt aus Durostone® hergestellt im Formpressverfahren? „Für das Formpressverfahren ist ein Werkzeug erforderlich, dessen Form das Negativ des fertigen Teils darstellt. Die Herstellung eines Werkzeugs ist sehr komplex und für den Kunden mit hohen Kosten verbunden“, erklärt Marquet. „Der 3D-Druck ermöglicht es, schneller, einfacher und kostengünstiger einen Prototypen herzustellen, der der Geometrie und den Abmessungen genau entspricht. So lassen sich die Form und Passgenauigkeit beurteilen und Optimierungen durchführen, bevor der Kunde die Investition in das Werkzeug freigibt.“

Pilotprojekt: Das Testbauteil (vorne rechts in Grau) wurde im 3D-Druckverfahren von Röchling Direct Manufacturing in Waldachtal/Deutschland hergestellt – im Hintergrund sind die alten Isolationsbauteile in Weiß

Für die Produktion der 3D-gedruckten Prototypen wurden Synergien innerhalb der Röchling-Gruppe genutzt. Die Testkomponente wurde vom Kompetenzzentrum für additive Fertigung, der Röchling Direct Manufacturing GmbH in Waldachtal/Deutschland, hergestellt. Lionel erklärt: „Mithilfe der technologischen Kompetenz der Kollegen in Waldachtal konnten wir unserem Kunden das 3D-gedruckte Testteil exakt in der gewünschten Form anbieten, ganz unkompliziert und in kurzer Zeit.“ 

Zurück im U-Bahn-Tunnel ist ein Mitarbeiter des Unternehmens für Schieneninfrastruktur gerade dabei, den 3D-gedruckten Prototyp an der Schiene zu befestigen. „Die Montage war einfach. Alle Verbindungselemente passen, die Form des Bauteils ist sehr gut und passt perfekt “, sagt er und nickt  Lionel und dem Mitarbeiter von Metró Lyon zu. Er macht Fotos, trägt das Ergebnis in einen Testbericht ein und schließt seine Mappe. Die Testkomponente kann wieder abmontiert werden. Die Nachtschicht ist vorbei.

Aber das ist erst der Anfang der Arbeit am Röchling-Standort Nancy. „Nach der Freigabe haben wir das Werkzeug für das Formpressverfahren hergestellt und mit der Produktion der Durostone®-Formpressteile begonnen“, sagt Marquet. „Alle Beteiligten haben die Testphase als sehr nützlich beurteilt. Diesen Service bieten wir unseren Kunden in Zukunft definitiv als Standardverfahren an und freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit mit Röchling Direct Manufacturing in Waldachtal.“

Mit dem erfolgreichen Projekt baut Röchling Industrial seine Kompetenz im Schienenfahrzeugbau und der Infrastruktur weiter aus. Duroplastische und thermoplastische Kunststoffe von Röchling werden weltweit in Schienenfahrzeugen und in der Schieneninfrastruktur eingesetzt. Je nach Anwendung erfüllen sie zum Beispiel die hohen Anforderungen an Brandschutz, elektrische Isolierung, Gewicht oder mechanische Eigenschaften. Gemeinsam mit den Kunden werden Komponenten entwickelt, die genau auf die Anwendung zugeschnitten sind. Auf Wunsch begleitet Röchling Kunden entlang des gesamten Design- und Fertigungsprozesses – von der Konstruktion über das Kleben, Schrauben, Lackieren und Montieren von einbaufertigen Bauteilen. Mit dem erfolgreichen Pilotprojekt wird der 3D-Druck als Service auch in Zukunft für Kunden einen Mehrwert bieten.

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