3D打印開啟鐵路技改新模式

來源：科技日報

“伙計們，國防科技工業(yè)計量站的校準(zhǔn)證書出來了，這意味著咱們將絕緣表的檢定裝置誤差控制在±0.01%范圍內(nèi)，通過了檢測!”6月19日，在中國鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司三棵樹車輛段大師工作室微信群內(nèi)，一張關(guān)于鐵路客車檢測裝置的圖片引起大家熱議。原來，該項裝置中多個異形體配件及外殼是由工作室成員于殿輝依靠3D打印技術(shù)自主設(shè)計、制作的，并首次應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

三棵樹車輛段負(fù)責(zé)哈爾濱局集團(tuán)有限公司2900多輛普速客車的檢修工作。今年年初以來，大師工作室的多個實(shí)驗臺在改造或升級零件時，需要根據(jù)零件的不同標(biāo)準(zhǔn)引進(jìn)新設(shè)備和人員，或者委托路外企業(yè)進(jìn)行模具制作，因過程繁瑣，導(dǎo)致工作室的部分研發(fā)工作處于“等米下鍋”狀態(tài)。

35歲的車輛電工于殿輝是“高旭斌車輛電工鐵路技能大師工作室”的一名成員，曾獲得“全路技術(shù)能手”“全國鐵路青年崗位能手”稱號。工作室將設(shè)計絕緣電子表便攜式檢定裝置的任務(wù)交給了他。

于殿輝說：“絕緣電阻表檢定裝置是預(yù)防客車電氣裝置及線路絕緣不良的重要檢測裝置。購置一臺類似打印機(jī)大小的檢定裝置需要上萬元，它為絕緣表檢驗周期為一年一次。如何檢測絕緣表的計量標(biāo)準(zhǔn)，是擺在生產(chǎn)作業(yè)中的一道難題。所以，我們想設(shè)計一款方便攜帶、堅固耐摔、支出較低的裝置。”

近年來，3D打印技術(shù)發(fā)展迅速，它以建模軟件構(gòu)建出的三維數(shù)據(jù)模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，按切片圖形逐層打印疊加的方式構(gòu)造物體。對3D打印，于殿輝一直躍躍欲試，想挑戰(zhàn)一下，把這項技術(shù)與鐵路車輛行業(yè)相結(jié)合，會碰撞出怎樣的火花?

這次恰好有這樣一個機(jī)會，于殿輝聽說同事家有一臺機(jī)器，便借來研究。于殿輝雖然動手能力強(qiáng)，但3D打印是個全新的領(lǐng)域，僅憑粗淺的認(rèn)識解決不了問題，于是他上網(wǎng)買來課件，利用休息時間將500多課時的視頻課件全部看完，邊看邊學(xué)，逐漸摸出門道。

起初，他嘗試制作彈簧、螺絲、花盆、書架等一些小物件，他發(fā)現(xiàn)畫圖建模是關(guān)鍵，只有圖畫得準(zhǔn)，打印模型的精度才會高。畫圖之前，他先用手機(jī)包裝盒做了一個基礎(chǔ)模型，留出外部10個孔位以及內(nèi)部元件位置，然后按照紙盒畫圖、建模、打印。

為了達(dá)到小巧、便攜的特點(diǎn)，初次畫圖，于殿輝就用了10個小時，打印模型花費(fèi)20個小時。而且在實(shí)際操作中，打印調(diào)平、配件縮小失真、表面粗糙，機(jī)器堵塞、打印錯位等問題也時有發(fā)生。

但于殿輝沒有氣餒，更加追求精益求精。就拿外殼結(jié)構(gòu)來說，是由上下兩部分組成，怎么連接到一起是關(guān)鍵，是卡扣卡緊、螺栓緊固還是接線柱連接，三種方式他一一嘗試，經(jīng)過60個小時打印后，最終，于殿輝選擇了螺栓緊固法。

測量、設(shè)計、建模、調(diào)平、打印、修改……于殿輝和工作室成員一遍遍重復(fù)著上述的操作，在不斷試錯中優(yōu)化改進(jìn)。經(jīng)過多次調(diào)試，第一款由工作室成員自主設(shè)計、制作的元器件“基殼”成功完成，此時他們已經(jīng)在打印機(jī)旁工作了近兩個月。

對于裝置內(nèi)部，于殿輝胸有成竹，電子電路是他的老本行，對于他來說一點(diǎn)都不難，按照設(shè)計圖，將熔斷保護(hù)電路、電源開關(guān)、充電保護(hù)電路安裝即可，確保使用過程的安全可靠。它的體積僅998立方厘米，重量僅570克。

“新技術(shù)的成功應(yīng)用不僅解決了常規(guī)配件精度低、成本高，無法小批量生產(chǎn)的難題，更意味著它將為大師工作室?guī)�來更多具有�?chuàng)造性的產(chǎn)品。”大師工作室創(chuàng)始人高旭斌說，為將該項技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合，加快成果轉(zhuǎn)化，他們積極開展了創(chuàng)新活動，在疑難故障攻關(guān)、設(shè)備升級改造、配件修舊利廢和鐵路教具制作等方面充分發(fā)揮3D打印技術(shù)速度快、效率高、個性化定制的特點(diǎn)，解決了一大批現(xiàn)場技術(shù)難題。