Wabtec采用3D打印改良軌道車(chē)受電弓，由17件組件減少到1件，重量減輕75%

2023年12月21日，南極熊獲悉，全球領(lǐng)先的鐵路技術(shù)公司之一Wabtec宣稱，通過(guò)采用選擇性激光熔化（SLM）3D打印技術(shù)，對(duì)其鐵路系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件受電弓歧管進(jìn)行了重大改進(jìn)。

△Wabtec使用SLM Solutions金屬3D打印技術(shù)改造受電弓歧管

Wabtec表示，它們已在全球范圍內(nèi)安裝了大約3000個(gè)CX受電弓系統(tǒng)，這些受電弓被認(rèn)為在其細(xì)分市場(chǎng)中具有最佳的可靠性和性能。該受電弓采用了最輕量化的設(shè)計(jì)，使用了最少的組件。

列車(chē)穩(wěn)定運(yùn)行的動(dòng)力

受電弓是火車(chē)電氣化運(yùn)輸系統(tǒng)中至關(guān)重要的組件之一。它位于火車(chē)車(chē)頂，通過(guò)與架空線路連接，負(fù)責(zé)從電網(wǎng)中獲取電能并傳輸至火車(chē)的牽引系統(tǒng)。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)際上是現(xiàn)代城市鐵路運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。

其作用類似于一個(gè)電氣接口，允許火車(chē)與供電系統(tǒng)建立聯(lián)系，從而獲得所需的動(dòng)力。受電弓的設(shè)計(jì)需要考慮高效的能量傳輸、穩(wěn)定性以及適應(yīng)不同線路和速度的要求。這種組件的存在使得火車(chē)能夠以電力驅(qū)動(dòng)，提高了運(yùn)輸效率、減少了對(duì)傳統(tǒng)燃油的依賴，并有助于降低環(huán)境影響。

因此，雖然在日常通勤中很少有人會(huì)深入關(guān)注受電弓，但正是這種看似不起眼的設(shè)備，使得現(xiàn)代城市鐵路能夠高效、可持續(xù)地運(yùn)行。

△3D打印軌道車(chē)受電弓

為什么要3D打印受電弓

此前，受電弓歧管由多達(dá)17個(gè)機(jī)加工塊制造而成，其中包含許多裝配動(dòng)作和部件，如接頭、氣動(dòng)連接器等，這帶來(lái)了泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，而且重量很大。但是使用通過(guò)選擇性激光熔化3D打印技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)組件的多項(xiàng)改進(jìn)。

亮點(diǎn)包括零件整合從17件減少到1件，重量減輕75%，并且由于泄漏風(fēng)險(xiǎn)有限，生命周期成本將大幅降低。Wabtec還表示，相較于傳統(tǒng)受電弓，其增材制造的歧管有助于實(shí)現(xiàn)更快的移動(dòng)。

△法國(guó)Alstom是軌道交通3D打印技術(shù)的另一位采用者。利用3D打印技術(shù)制造列車(chē)門(mén)擋等金屬部件

歧管的零件整合通過(guò)減輕組件重量，在短期內(nèi)帶來(lái)了好處。作為由17件組成的組件，傳統(tǒng)歧管更容易遭受零件損壞和故障，這導(dǎo)致列車(chē)在使用之前無(wú)法上線，因?yàn)樾枰�等待更換部件。如果采購(gòu)替代部件存在問(wèn)題，火車(chē)將停運(yùn)數(shù)周。雖然如果歧管出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)都必須更換，但Wabtec預(yù)計(jì)，現(xiàn)在產(chǎn)品已經(jīng)過(guò)優(yōu)化，這種情況會(huì)減少。

Wabtec還指出，3D打印對(duì)保護(hù)環(huán)境有幫助。法國(guó)70%的電力來(lái)自無(wú)碳排放的能源，而且它們?cè)趦?nèi)部使用3D打印技術(shù)來(lái)制造歧管，這是非常關(guān)鍵的因素。因?yàn)�，傳統(tǒng)制造的歧管是在另一個(gè)地區(qū)制造的。