HÖRMANN Vehicle Engineering liderliğindeki 3D-FiberTrain konsorsiyumu, Siemens Mobility’nin ICE 3neo hızlı treni için büyük format katmanlı imalatla üretilen burun ve ön etek demonstratörlerini tamamladı. 34 aylık proje, granül beslemeli ekstrüzyonu sürekli fiber takviyesi ve otomatik frezelemeyle birleştiren kalıpsız bir üretim zinciri geliştirdi.
Temmuz 2026’da sonuçları açıklanan projede referans platform olarak Velaro MultiSystem, yani Alman demiryollarında ICE 3neo Sınıf 408 adıyla kullanılan ve 320 km/saat hıza ulaşabilen tren seçildi. ICE 3neo 3D baskı çalışması, düşük adetli büyük dış gövde parçalarında pahalı kalıp ihtiyacını azaltırken yapısal performansı korumayı amaçlıyor.
Üç aşamalı hibrit üretim zinciri
3D-FiberTrain’in ilk adımı, termoplastik granüllerin büyük format ekstrüzyon sistemiyle katman katman serilmesi. Bu yöntem, klasik filament sistemlerine göre daha yüksek malzeme debisine izin veriyor ve metre ölçeğindeki geometrilerin kalıp olmadan üretilmesini sağlıyor.
İkinci aşamada, yüksek yük taşıyan bölgeler yeni geliştirilen 3D tape-laying işlemiyle sürekli fiber bantlar kullanılarak takviye ediliyor. Fiberler tüm parçaya eşit biçimde eklenmek yerine hesaplanan yük yollarına yerleştiriliyor. Böylece ağırlığı gereksiz yere artırmadan rijitlik ve dayanımın yükseltilmesi hedefleniyor.
Son aşamada otomatik frezeleme yapılıyor. Katmanlı imalatın kaba yüzeyi ve ölçü toleransları, bağlantı bölgeleri ile görünür dış yüzeylerde talaşlı işlemle düzeltiliyor. Bu hibrit yaklaşım, LFAM’in hız ve kalıpsız üretim avantajını CNC işlemenin hassasiyetiyle birleştiriyor.
Neden termoplastik kompozit?
Büyük demiryolu dış gövde parçaları bugün çoğunlukla el yatırması veya vakum infüzyonu gibi termoset kompozit yöntemlerle üretiliyor. Bu prosesler yüksek kalıp maliyeti, uzun hazırlık süresi ve yoğun el işçiliği gerektirebiliyor. Kürlenmiş termoset yapıları yeniden işlemek ve geri dönüştürmek de zorlu.
3D-FiberTrain zincirinin baskı gövdesi ve sürekli fiber takviyesi termoplastik temele dayanıyor. Konsorsiyum, bu nedenle malzemenin yeniden kullanılabilirliğinin daha yüksek olduğunu ve özellikle küçük ile orta seri üretimde kalıp maliyeti ile teslim süresinin azaltılabileceğini belirtiyor. Tasarım değişiklikleri de yeni bir kalıp beklemeden dijital dosya üzerinden uygulanabiliyor.
Demonstratör ile seri tren parçası arasındaki fark
Projede üretilen burun ve ön etek parçaları araştırma demonstratörü statüsünde. HÖRMANN, gereksinim tanımlama, tasarım ve yapısal doğrulamayı; Fraunhofer IWU büyük format baskı ve proses geliştirmeyi; Fraunhofer IMWS malzeme ve yapısal çalışmaları; Lakowa ise plastik işleme tarafını üstlendi. Siemens Mobility projeye ilişkili ortak olarak katıldı.
Proje dokümanları, ön panel için EN 45545 yangın güvenliği uyumunun gösterildiğini bildiriyor. Ancak belirli bir numune veya malzeme seviyesindeki uyum, parçanın doğrudan yolcu taşıyan trenlerde seri kullanıma onaylandığı anlamına gelmiyor. Araç düzeyindeki yapısal doğrulama, uzun dönem çevresel dayanım, bakım prosedürleri ve demiryolu homologasyonu ayrı süreçler.
LFAM için yeni bir uygulama alanı
Büyük format katmanlı imalat çoğunlukla kalıp, fikstür ve düşük yük taşıyan panel üretiminde kullanılıyor. 3D-FiberTrain, aynı teknolojiyi sürekli fiber takviyesiyle yük taşıyan büyük dış gövde parçalarına yaklaştırıyor. Bu yaklaşım özellikle model çeşidi fazla, üretim adedi görece düşük demiryolu araçlarında ekonomik olabilir.
Projenin bir sonraki başarısı, laboratuvar demonstratöründen tekrarlanabilir endüstriyel üretime geçişle ölçülecek. Baskı süresi, fiber yerleştirme otomasyonu, frezeleme payı, parça başına enerji tüketimi ve gerçek geri dönüşüm zinciri; geleneksel kompozit yöntemlerle yapılacak karşılaştırmada belirleyici olacak.