L’impression 3D continue de gagner du terrain dans le domaine ferroviaire. Alors que la principale compagnie d’exploitation des chemins de fer des Pays-Bas révélait il y a peu utiliser des composants imprimés en 3D, on apprend que Siemens Mobility (anciennement Matra Transport International) a investi dans une imprimante 3D. Spécialisée dans la fabrication et de la commercialisation des automatismes de métro, la filiale de Siemens en cours de fusion avec Alstom, a inauguré son premier centre de maintenance ferroviaire numérique : le Siemens Mobility RRX Rail Service Center.
Le nouveau dépôt de maintenance, situé à Dortmund-Eving, en Allemagne, a placé l’impression 3D FDM du constructeur américain Stratasys au cœur de ses activités de maintenance. Siemens Mobility, qui a désormais éliminé le besoin de stocker certaines pièces de rechange et raccourci jusqu’à 95 % le temps de fabrication de ces pièces, peut désormais répondre sans difficulté à l’ensemble de la demande interne et de sa clientèle.
« En combinant un certain nombre de technologies numériques innovantes, nous pouvons améliorer significativement l’efficacité des opérations ferroviaires »
Connu comme le site emblématique de Siemens Mobility, le RRX Rail Service Center devrait accueillir une centaine de trains chaque mois dans son dépôt. Une telle cadence soumet la chaîne d’approvisionnement à une forte pression et requiert des solutions de fabrication robustes, capables de répondre au large éventail des besoins des clients, et ce, de façon rapide et rentable. Pour cette raison, la compagnie a investi dans une imprimante 3D de production Stratasys Fortus 450mc lui permettant de fabriquer des pièces de rechange et de l’outillage à la demande.
« Nous sommes convaincus que notre RRX Rail Service Center est le centre de maintenance ferroviaire le plus avancé au monde », affirme Michael Kuczmik, responsable de la fabrication additive, Siemens Mobility GmbH, Service clientèle. « En combinant un certain nombre de technologies numériques innovantes, nous pouvons améliorer significativement l’efficacité des opérations ferroviaires de nos clients. La fabrication additive de Stratasys joue un rôle intégral, car elle nous permet d’optimiser les pièces de rechange en prolongeant leur cycle de vie tout en réduisant les coûts et les délais comme jamais auparavant. »
« nous pouvons imprimer en 3D des pièces de rechange en seulement quelques heures »
Auparavant, Siemens employait des méthodes traditionnelles telles que la fonderie pour répondre à la demande des clients. Il fallait de l’ordre de 6 semaines pour fabriquer une pièce finale personnalisée : pour les clients, les délais étaient extrêmement longs, et d’un point de vue financier, il était impensable de réaliser des pièces uniques. Pour garantir la rentabilité, l’équipe fabriquait souvent de grands volumes qui finissaient par entraîner l’accumulation de nombreuses pièces obsolètes.
« Avec la Fortus 450mc, nous pouvons imprimer en 3D des pièces de rechange en seulement quelques heures. Des pièces qui demandaient 6 semaines de travail sont désormais fabriquées en 13 heures. En une semaine, nous pouvons répéter et optimiser la conception, puis imprimer en 3D une pièce finale de qualité de production et entièrement personnalisée. Cela nous a permis une réduction des délais de fabrication de chaque pièce allant jusqu’à 95 %, et donc une amélioration significative de notre capacité à répondre rapidement aux clients. », affirme Tina Eufinger, responsable du développement commercial, division de la fabrication additive de Siemens Mobility.
« fabriquer ponctuellement, de façon rapide et rentable, des pièces de production personnalisées »
Selon Kuczmik, la capacité à imprimer en 3D des pièces de rechange à la demande a également augmenté la flexibilité de la réponse aux besoins du client.
« Chaque train doit faire l’objet d’une opération de maintenance plusieurs fois par an. Comme vous pouvez l’imaginer, nos clients aimeraient tous que ce processus soit le plus rapide possible, sans renoncer pour autant à un niveau optimal quant au détail, à la sécurité et à la qualité des pièces que nous fabriquons. Nous devons également prendre en considération les tâches imprévues ou de dernière minute. En ce sens, étant donné les différents modèles et compagnies ferroviaires que nous desservons, nous avons besoin d’un grand nombre de solutions personnalisées. Et c’est là que notre Fortus 450mc prend tout son sens, puisqu’elle nous permet de fabriquer ponctuellement, de façon rapide et rentable, des pièces de production personnalisées. », commente Kuczmik.
Selon le témoignage Siemens, l’impression 3D lui permet également d’augmenter ses capacités d’outillage. L’entreprise donne l’exemple d’ outils « connecteurs », essentiels pour le maintien des bogies (le chariot situé sous un véhicule ferroviaire). Il est bien connu que les outils destinés à cette application sont difficiles à fabriquer par des méthodes conventionnelles, dans la mesure où leurs formes sont très complexes et qu’ils requièrent un haut niveau de personnalisation. Par ailleurs, les bogies pèsent plusieurs tonnes, et il est nécessaire d’employer des matériaux solides et durables pour supporter les fortes contraintes qui s’appliquent lors du déplacement ou du freinage du véhicule.
Siemens emploie désormais sa Fortus 450mc pour exécuter des outils uniques et personnalisés, adaptés à chaque bogie, en seulement quelques heures. Pour obtenir les propriétés requises, le centre utilise l’ULTEM 9085, un matériau thermoplastique industriel de haute performance.
« La bonne fabrication des connecteurs est essentielle pour l’efficacité et la sécurité de la maintenance des bogies, et la recherche de matériaux de fabrication additive suffisamment résistants pour résister à de telles contraintes a été un exercice difficile », précise Kuczmik. « L’ULTEM 9085 est un matériau résistant, qui nous permet de tirer parti de tous les avantages de l’impression 3D en matière de personnalisation et remplace notre méthode de fabrication traditionnelle dans cette application d’outillage. »
« La possibilité d’imprimer en 3D des outils personnalisés et des pièces de rechange lorsque nous en avons besoin, sans quantité minimale, a transformé notre chaîne d’approvisionnement. Nous avons réduit notre dépendance des fournisseurs externes pour la fabrication des outils et diminué les coûts par pièce, tout en élargissant nos possibilités de revenus en étant désormais capables de réaliser un plus grand nombre de tâches en faible volume de façon rentable et efficace », a-t-il conclu.
Cette nouvelle révélation vient confirmer les ambitions de Siemens dans le domaine de l’impression 3D ferroviaire. En août 2017, le géant allemand avait déjà annoncé un accord avec l’Autorité des routes et des transports de Dubaï. Celui-ci visait à renforcer la production de pièces de rechanges par impression 3D pour les sous-systèmes du métro de Dubaï.
Renforcée par le rachat du spécialiste britannique Materials Solutions, l’expertise de Siemens en fabrication additive s’est aussi largement exprimé dans domaine de l’énergie avec notamment la fabrication de turbines à gaz. On lui doit également la première pièce imprimée en 3D pour intérieur d’avion.
