Die Bahn setzt auf den 3D-Druck

Von: Hermann-Josef Delonge
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So sieht die Zukunft aus: Bahn-Projektleiter Florens Lichte (links) und Robin Day, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Digitale Additive Produktion der RWTH, vor einem 3D-Drucker. Foto: Harald Krömer
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Aus Kunststoff oder Metall: Zubehör und Ersatzteile aus dem 3D-Drucker für die Bahn.

Aachen. Am Anfang war ein Haken – klein, unscheinbar und gerne genau dann kaputt, wenn der Zugpassagier daran seinen Mantel hängen will. Die Wiederbeschaffung ist nicht unkompliziert, deshalb entschied die Deutsche Bahn, sich die Möglichkeiten des 3D-Drucks zunutze zu machen. Ende 2015 kam also der erste Kunststoffhaken aus dem Drucker. Ein Zukunftsthema, auch für den Mobilitätskonzern.

Seit diesem Zeitpunkt hat die Bahn mehr als 1600 Stück von 60 verschiedenen Teilen gedruckt. Bis Ende des Jahres sollen es 2000 sein, ein Jahr später schon 15.000 Stück – vom Lüftungsgitter über Kopfstützen bis zur Querdämpferkonsole. Eigentlich eine eher überschaubare Zahl angesichts der – konservativ geschätzt – über 200.000 verschiedenen Ersatzteile, die bei der Bahn als potenziell reparatur- oder austauschbedürftig anfallen.

Aber: „Wir haben uns bei diesem Thema sehr viel vorgenommen“, sagte am Montag Stefanie Brickwede, die gemeinsam mit ihrem Kollegen Florens Lichte federführend ein Projekt bei der Bahn betreut, das sich mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks beschäftigt. Sie tat dies auf dem Campus der RWTH Aachen, genauer: beim Lehrstuhl für Digitale Additive Produktion, der von Prof. Johannes Henrich Schleifenbaum geleitet wird. Die Aachener Wissenschaftler sind Partner der Bahn in dem Netzwerk „Mobility goes Additive“, das aus Anwendern, Hochschulen und Unternehmen (Druckmaschinenhersteller und -dienstleister) besteht und das die Entwicklung des 3D-Drucks vorantreiben soll. Außerdem muss der Konzern so selbst keine teuren Drucker-Farmen aufbauen.

In Aachen sind über 20 Druckmaschinen versammelt, so viele wie in keiner universitären Einrichtung mindestens in Europa. Ein perfekter Platz also, um 3D-Druck zu demonstrieren. Der kann mitunter dauern. Bei dem von der Bahn für Metallteile gerne genutzten Pulverdruckverfahren werden hauchdünne Schichten aus Metallpulver aufgetragen und mit einem Laser verschmolzen. Je größer das Teil, desto länger dauert naturgemäß dieser Prozess.

Ob ein Bauteil aus dem Drucker tatsächlich eingesetzt wird, entscheiden umfangreiche Tests, etwa zur Dauerfestigkeit. Und: Die Bahn wird das Verfahren nicht bei allen Bauteilen anwenden, das lohnt sich auch gar nicht. Ein kompletter Zug wird also wohl nie aus einem 3D-Drucker herausfahren. Interessant wird es allerdings bei komplizierten Teilen, die als Ersatzteil nur schwer oder mit langer Lieferzeit wiederzubeschaffen sind und in geringer Serie benötigt werden. Prof. Christian Schindler, Direktor des Instituts für Schienenfahrzeuge und Transportsysteme an der RWTH, denkt da vor allem an Güterzüge und -waggons, die nicht selten älteren Jahrgangs sind. Der Bahn geht es aber nicht nur um die Instandhaltung, sondern auch um andere Bereiche. Ein Beispiel ist ein Test im Berliner Hauptbahnhof: Mit Handlaufschildern in Blindenschrift können sich mobilitätseingeschränkte Personen dort leichter zurechtfinden. Der 3D-Druck bietet die Möglichkeit, die Schilder mit überschaubarem Aufwand individuell zu fertigen.

Fünf gute Gründe

Der Konzern selbst nennt fünf Gründe, warum das Verfahren für eine „Revolution“ sorgen könnte:

  • innerhalb kurzer Zeit lassen sich Ersatzteile drucken, die sonst mit langen Lieferzeiten verbunden oder nicht mehr erhältlich wären;
  • Ersatzteile müssen nicht mehr in großer Menge gelagert werden, sondern entstehen bei Bedarf per Knopfdruck vor Ort;
  • sie können nicht nur nachgebaut, sondern durch den schichtweisen Aufbau auch verbessert werden;
  • durch den Test neuer Materialien ergeben sich immer weitere Einsatzmöglichkeiten;
  • es eröffnen sich neue Geschäftsmodelle in der Logistiksparte, wenn Ersatzteile nicht mehr vorproduziert werden, sondern direkt vor Ort entstehen.

Das alles ist neben der technischen Komponente auch dazu angetan, Kosten zu sparen. Wie viel, ist noch nicht abzuschätzen. Die Bahn investiert derzeit rund 1,5 Millionen Euro in den administrativen Teil des Projekts.

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