DEUTSCHE BAHN UTILISE L’IMPRESSION 3D POUR AMÉLIORER LA MAINTENANCE DES VÉHICULES

Gérer, maintenir, développer ses infrastructures et son matériel roulant n'est pas une mince affaire. La société a recours à 50 ateliers dans toute l'Allemagne pour entretenir sa flotte de trains de passagers et de marchandises.

L'atelier de maintenance de véhicules DB de Neumünster, emploie près de 750 personnes qui entretiennent, réparent ou parfois modifient complètement ou modernisent les voitures de voyageurs pour les trains interurbains et régionaux. Cet atelier dispose d'un parc d'impression 3D sur place pour rendre les opérations plus efficaces.

« Nous nous sommes lancés dans l'impression 3D en 2015, et depuis, nous avons déjà produit plus de 100 000 pièces qui ont permis à Deutsche Bahn de réaliser des millions d'euros d'économies », explique Susanne Tost, responsable marketing pour le projet d'impression 3D du groupe DB. Deutsche Bahn a fait le choix de s’équiper des solutions d'impression 3D de Formlabs pour produire des outils d’aides à la fabrication qui simplifient les flux de travail, réduisent les coûts et aident à remettre les trains sur les rails plus rapidement. Mais l’impression 3D sert également à fabriquer des pièces anciennes qui ne sont plus disponibles comme des nouvelles au service des trains et du personnel de DB.

L'atelier d'impression 3D de Neumünster dispose de dix imprimantes 3D sur site, couvrant un large éventail de technologies. Deux d'entre elles sont des imprimantes SLS de la série Fuse : l'une utilise la poudre polyvalente et résistante Nylon 12 Powder, tandis que l'autre imprime en 3D avec le matériau flexible TPU 90A Powder. L'atelier dispose également de deuximprimantes SLAavec uneForm 3L(grand format) et une Form 3.

De la rétro-ingénierie à la maintenance : un parc d’imprimantes 3D au service d’un parc de matériels roulants

Destiné aux voyageurs d'affaires et aux navetteurs de longue distance, l'Intercity Express ou ICE est le train de passagers phare de Deutsche Bahn. Il circule à une vitesse pouvant atteindre les 320 km/h. Les voitures ICE 1 de première génération, qui circulent depuis plus de 30 ans, sont aujourd'hui entièrement remises à neuf. Ce grand projet de modernisation nécessite une étroite collaboration entre plusieurs ateliers et départements, ainsi qu'avec différents corps de métier, tels que des peintres, des serruriers, des électriciens, etc. Neumünster est l'un des ateliers qui sert de plaque tournante à cette opération transnationale.

Au cours du processus de restauration, l'équipe a, par exemple, constaté que les capuchons qui protègent et guident les câbles des prises électriques installées sous les sièges ont soit été cassés lors du nettoyage ou ont complètement disparu avec le temps. Comme il s'agissait de pièces faites sur mesure, elles ne sont plus produites et ne peuvent pas être remplacées facilement.

« Après rétroconception par le groupe DB, il nous a été demandé d'imprimer les prototypes grâce à l'impression 3D SLS en Nylon 12 Powder pour tester l'ajustement et avoir une idée des dimensions réelles. La deuxième version était déjà parfaitement adaptée, et il a été facile de le mettre en place », explique Carsten Wolfgramm, ingénieur de fabrication et expert en fabrication additive, Deutsche Bahn Vehicle Maintenance. « Nous utilisons les imprimantes 3D Formlabs parce que le rapport qualité-prix est imbattable pour nous. Elles sont fiables et toujours prêtes à l'emploi, en particulier les imprimantes SLS. Cela facilite grandement le travail lorsqu'il faut sans cesse modifier les pièces. Elles fonctionnent 24 heures sur 24, sept jours sur sept, tout au long de l'année. »

L'objectif final est, bien sûr, de pouvoir fabriquer davantage de pièces détachées imprimées en 3D pour les trains. Cependant, les règles de sécurité applicables aux trains sont tout aussi strictes, voire plus, que celles applicables aux avions. C’est pourquoi, Deutsche Bahn collabore avec Formlabs et d'autres partenaires pour développer des flux de travail et des matériaux qui pourront répondre à ces exigences réglementaires.

« Notre objectif est de numériser 10 % de toutes les pièces détachées utilisées pour la maintenance des véhicules d'ici à 2030. Nous pourrons refabriquer des pièces à la demande dans un délai très court. Cela nous permettra de continuer à livrer des pièces rapidement, mais aussi d'être plus respectueux de l'environnement et de traiter les matériaux et les ressources de manière écologique, ce qui résoudra également de nombreux autres problèmes », ajoute-t-il.

L’impression 3D au service des salariés

« Les aides à la fabrication sont essentielles, car les outils conventionnels ont tous leurs limites », explique Carsten Wolfgramm. Lorsque les wagons sont démontés ou remontés, de nombreuses étapes peuvent être optimisées pour gagner du temps ou garantir plus de qualité et de cohérence. Lorsque des dizaines de wagons sont modernisés, les avantages de ces outils s'additionnent rapidement.

« Grâce à l’impression 3D, nous développons de nombreux outils pratiques qui aident les travailleurs à coller des pictogrammes, à tracer des lignes ou à dessiner des points pour percer des trous sans devoir passer beaucoup de temps à prendre des mesures. Ces modèles facilitent grandement le travail des collaborateurs », complète Carsten Wolfgramm.

Auparavant, ces aides à la fabrication étaient en bois et produites par sciage, ponçage et fraisage, ou lorsque des pièces métalliques étaient nécessaires, avec des tours ou des fraiseuses. Ces techniques sont toutefois beaucoup plus chronophages, laborieuses et coûteuses.

De plus, l’impression 3D bénéficie à d’autres salariés du groupe : aux employés du site de DB Fernverkehr, un des entrepôts du groupe, qui travaillent dans la gestion des matériaux et utilisent des scanners portables pour identifier et gérer les matériaux. Précédemment, ils devaient prendre les scanners en main et les poser s'ils voulaient prendre quelque chose ou utiliser leurs deux mains.

ls ont alors demandé s’il était possible de concevoir un support pour ce scanner portable afin qu’ils puissent le transporter et l'avoir toujours à portée de main. Finalement, ont été créés trois supports différents qui peuvent s’attacher à un sac, à une ceinture ou à un panneau porte-outils. L'impression 3D SLS est idéale parce qu'elle s'adapte parfaitement à la forme de l'objet, et permet de réduire le post-traitement, au dépoussiérage et au sablage.

Le fait de disposer d'un atelier d'impression 3D à Neumünster permet à l'équipe de rester agile et de répondre rapidement à toutes les demandes. « Nous ne sommes plus tributaires des longs délais de livraison et des chaînes d'approvisionnement », conclut Carsten Wolfgramm.

À propos de Formlabs

Formlabs ouvre la voie à la fabrication numérique pour que chacun puisse créer sans limites. Basée à Somerville (Massachusetts) et avec des bureaux partout dans le monde, Formlabs est le producteur d’imprimantes 3D professionnelles de choix pour les ingénieurs, les concepteurs, les fabricants et les décideurs du monde entier. Les produits Formlabs comprennent les imprimantes Form 3+, Form 3B+ et Form 3L, qui reposent sur une forme avancée de stéréolithographie (SLA) appelée impression 3D par Low Force Strereolithography (LFS)™, les solutions de post-traitement Form Wash/Wash L et Form Cure/Cure L, l'imprimante 3D SLS Fuse 1+ et la solution de production industrielle Form Auto. En 2023, Formlabs a été nommé lauréat des World Changing Ideas Awards de Fast Company pour sa collaboration avec Hasbro dans le cadre des Selfie Series, qui consiste à imprimer en 3D des figurines d'action personnalisées. Formlabs met également au point sa propre gamme de matériaux haute performance qui repoussent les limites de l’impression 3D, ainsi que l'un des meilleurs logiciels d’impression 3D.

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