Der schnelle Weg zu 3D-gedruckten, individuellen Zugteilen mit additiver Fertigung von EOS

Die ICE-Flotte der Deutschen Bahn umfasst knapp 160 Züge der dritten Generation aus verschiedenen Baureihen. Jeder einzelne von ihnen sieht noch modern aus und fühlt sich auch so an - dank stilvollem Design und regelmäßig aufgefrischtem Interieur. Trotzdem gilt in der Verkehrsbranche alles, was vor 1996 gebaut wurde, als Youngtimer. Wie bei Autos aus dieser Zeit ist es auch bei diesen Zügen schwierig, Ersatzteile zu finden. Doch die Deutsche Bahn lässt sich nicht beirren und setzt auf die industrielle 3D-Drucktechnologie von EOS.

ICE-Züge der dritten Generation sind etwas abschreckend. Bei einem Leergewicht von 270 Tonnen bis weit über 400 Tonnen und einer Fahrgeschwindigkeit von 140 bis 190 Meilen pro Stunde wird die Vielzahl der Komponenten an Bord jedes Zuges leicht übersehen. Die kleinsten Bauteile sind oft die schwierigsten. Während handelsübliche Schrauben leicht zu ersetzen sind, können viele andere kleine Sonderanfertigungen nicht einfach beim Hersteller nachbestellt werden, wenn sie abgenutzt sind oder ausfallen. Bei einigen Teilen wurde die Produktion eingestellt, bei anderen sind die Hersteller zahlungsunfähig. Von jedem Teil werden in der Regel nur wenige Exemplare benötigt. Hohe Werkzeugkosten und Mindestabnahmemengen machen die Herstellung mit herkömmlichen Methoden unwirtschaftlich.

Eine Charge von 160 Stück ist winzig im Vergleich zu Aufträgen im industriellen Maßstab. Im Vergleich dazu werden jährlich Hunderttausende von mittelgroßen Fahrzeugen hergestellt; selbst bei Flugzeugen können die jährlichen Produktionszahlen für erfolgreiche Kurz- und Mittelstreckenmodelle mehrere Tausend erreichen.

Dies zeigt zwar die Nachhaltigkeit von Zügen als Transportmittel, aber die kleinen Produktionsmengen erschweren die Produktion und Lagerlogistik von Ersatzteilen. Ähnliche Probleme treten auch bei vielen anderen speziell angefertigten Komponenten auf. In dem hier betrachteten konkreten Beispiel wurden Ersatzteile für einige sehr empfindliche Leuchtstoffröhrenhalterungen für die Anzeigeleuchten im elektronischen Bordinformationssystem der ICE-3- und ICE-T-Züge benötigt. Auf den Monitoren werden den Fahrgästen Informationen über die Geschwindigkeit, die Tageszeit und den nächsten Bahnhof angezeigt.

Im Laufe der Zeit werden die 9,4 x 0,4 x 0,3 Zoll großen Spritzgussteile durch normalen Verschleiß und Versprödung allmählich geschwächt, so dass sie alle 10 bis 15 Jahre ersetzt werden müssen. Schienenfahrzeuge sind für eine Lebensdauer von mehr als 25 Jahren ausgelegt, aber es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Zug 40 bis 50 Jahre in Betrieb bleibt, in Ausnahmefällen sogar länger. Trotzdem hat der Lieferant beschlossen, diese Teile auslaufen zu lassen. Pro Jahr werden etwa 40 Stück benötigt. Das damit betraute Instandhaltungsunternehmen, das Elektronikzentralwerk (EZW) in München, machte sich auf die Suche nach Alternativen oder Partnern, die Antworten haben könnten. Diese Suche führte die Bahntechnik-Experten direkt zur additivenFertigung und ihren Möglichkeiten.