Alstom fertigt Ersatzteile mit WAAM schneller und effizienter

Blick in ein arc-Bearbeitungszentrum von Gefertec. Nur wenige Stunden dauerte der Druck des Schlingerdämpfers.

Als einer der weltweit führenden Hersteller von Schienenfahrzeugen bietet Alstom nicht nur Hochgeschwindigkeitszüge, Lokomotiven und Straßenbahnen, sondern auch Komponenten, Infrastruktur und umfassende Services. Ersatzteile werden selbst über Jahrzehnte hinweg bereitgestellt. Angesichts langer Lebenszyklen von Fahrzeugen und der Vielzahl an Bauteilen stößt klassische Lagerhaltung an ihre Grenzen.

Ein solcher Fall trat ein, als Alstom für ein älteres Fahrzeugmodell einen Schlingerdämpfer benötigte – ein Stahlgussteil, das zwischen Drehgestell und Wagenkasten sitzt und bei hohen Geschwindigkeiten sowie in Kurven für Stabilität sorgt. „Wir mussten lange nach der letzten Fertigung plötzlich wieder dieses Ersatzteil liefern“, berichtet Dr.-Ing. Uwe Jurdeczka, Gruppenleiter Innovative Produktionstechnologien bei Alstom. Die konventionelle Fertigung im Stahlguss hätte einen neuen Lieferanten, ein Gussmodell und hohe Vorlaufkosten bedeutet – ohne Garantie auf Wirtschaftlichkeit. Jurdeczka und sein Team suchten daher nach Alternativen.

Alstom setzt auf WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing), um Ersatzteile für Schienenfahrzeuge ressourcenschonend und kurzfristig herzustellen.

Additive Fertigung als strategische Lösung

Alstom steht mit dieser Herausforderung nicht allein. Die Bahnbranche sucht zunehmend nach Wegen, um Lagerkosten zu senken und Lieferzeiten zu verkürzen. Doch sind additiv gefertigte Teile den extremen Anforderungen des Bahnverkehrs gewachsen? Für Jurdeczka ist die Antwort klar: „WAAM ist das geeignete Verfahren, um die geforderte Qualität zu erreichen.“ Dabei werden metallische Werkstücke per Lichtbogenauftragschweißen Schicht für Schicht aufgebaut – mithilfe eines aufgeschmolzenen Drahts und digitaler Fertigungsdaten, die in automatisierten Bearbeitungszentren verarbeitet werden.

Erfolgreiche Umsetzung mit Gefertec

Jurdeczka wandte sich an den Berliner Maschinenbauer Gefertec, der WAAM-Lösungen anbietet – sowohl als Maschinenlieferant als auch als Dienstleister. Die Partner kannten sich bereits, 2020 hatte Gefertec erste Achslagerdeckel per WAAM gefertigt. In der initialen Machbarkeitsstudie – basierend auf Material- und Geometriedaten – zeigte sich: Die Fertigung per WAAM ist möglich. Es folgten Materialauswahl, Bahnplanung für den Schweißkopf und die Festlegung aller Fertigungsparameter. Die Konstruktionsdaten mussten für das additive Verfahren angepasst werden – inklusive zusätzlicher Radien und Fertigungszugaben, die später überfräst wurden, um glatte Oberflächen zu erzielen.

Nach der Endbearbeitung wurden die Dämpfer statisch und dynamisch umfassend geprüft. Schließlich müssen die Bauteile extremen Belastungen standhalten und strenge Regularien erfüllen. Von der ersten Studie bis zur geprüften Schlingerdämpferkonsole vergingen nur 100 Tage. Die Zusammenarbeit mit Gefertec lobt Jurdeczka ausdrücklich: „Die hohe Kompetenz des Teams, die Transparenz im Projektverlauf und die unkomplizierte Auswertung der Ergebnisse waren überzeugend.“ Für ihn bietet es sich an, das Design direkt auf Additive Fertigung auszurichten und eine digitale Lagerhaltung zu ermöglichen.

Auf der Formnext vom 18. bis 21. November präsentiert Gefertec an seinem Stand neben Bauteilen für Industrien wie Öl & Gas, Luft- und Raumfahrt sowie Werkzeugbau auch den Schlingerdämpfer für Alstom.

Gefertec auf der Formnext: Halle 11.1, Stand D31