3D打印技术在铁路行业的应用

3D打印技术是一种快速成型技术,应用该技术可对许多部件进行低成本的结构改进,并使之更快地投入使用,从而解决部件供应紧张的问题,显著提高相关系统的可用性。西门子交通公司(Siemens Mobility)在工业3D打印方面拥有丰富的经验,被德国技术检验协会(TüV Sü d)认证为"增材制造服务的工业供应商",其建立的全球互联工业3D打印机网络使用户能够跨越国界限制,快速获取所需备件。文章将介绍该公司在工业3D打印方面取得的成果及其应用。     

3D打印技术在铸造工艺中的应用

Additive Manufacturing(下文中简称为AM),即叠层制造技术,或增材制造技术、快速成型技术,本质上就是三维(3D)打印技术。它将机械工程、激光技术、材料技术、CAD等先进科技融为一体,能自动、快速、直接、精准地将设计意图转变为有一定功能的原型(例如铸造工艺用砂型),或直接制作零件,快速成型系统被人们誉为"立体打印机"。如今,3D打印技术正在向先进的制造技术领域发展。文章着重介绍了3D打印技术在铸造工艺中的实际应用,评价了3D打印技术与新铸造技术完美结合给传统工艺带来的重大变革。     

3D可视化技术在日本铁路基础设施检查中的应用

为实现高效、高精度的铁路基础设施检查,日本铁道综合技术研究所基于3D可视化技术,开发出铁路基础设施目视检查辅助系统.该系统可在计算机上以3D模型的形式对被检基础设施进行再现,从而提高检查的效率和精度.文章将对该系统及其应用进行介绍.     

3D打印在轨道交通领域的研究现状及展望

目前,轨道交通行业正在以构建快速、柔性制造模式和开发轻量化、绿色化产品为目标,积极探索将3D打印技术应用于产品备品备件、车辆铸件产品用铸型以及复杂高性能结构件的开发和制造过程中。文中分析了主流3D打印技术的技术特色和用途,归纳了现阶段轨道交通领域3D打印技术的应用研究工作,并对急需解决的关键问题以及应用前景进行了展望。     

3D打印技术应用在轨道结构领域的探索

3D打印作为一种增材制造技术,因其具有无需模具、支持个性化及复杂结构成型、节省材料等优势,逐渐受到关注并开始应用于医疗、航空航天等领域。铁科院铁建所轨道工程事业部于2015年创建了三维打印实验室,制定了在轨道工程领域探索3D打印技术应用的研究规划,提出从辅助研发、辅助制造、结构优化和改善现有结构性能等4个方面开展研究。应用3D打印技术辅助轨道结构研发和零部件制造已经取得了初步成效;在优化设计方面进行了初步尝试;在改善现有结构性能方面提出了2个研究方向。     

3D打印技术制作解剖病理模型在外科解剖教学及临床中的应用

3D打印(3D Printing)技术在现代制造业中有着广泛的应用,在医疗行业中的应用也开始快速普及。3D打印技术通过CT(Computed Tomography,电子计算机断层扫描)或MRI(Magnetic Resonance Imaging,磁共振成像)等医学影像学数据,重建人体三维的数字化模型,并将这些模型打印成具体的实物,可供外科医生及医学生分析病情、设计手术方案、进行手术方案演练等,有很强的临床实用价值。     

基于3D打印技术的盾构隧道模型设计与制作

以超大直径盾构隧道为原型,基于3D打印技术设计并制作用于振动台试验的盾构隧道关键节点模型。探讨3D打印技术应用于盾构隧道模型设计的技术难点,如结构相似比设计与3D打印材料性质的匹配性、大型结构模型的最优化分块分段打印技术、结构模型的3D打印实现与拼装等。提出大体积结构模型拆分打印的基本原则,制作出符合试验要求的联络通道和工作井等关键节点模型,检验3D打印技术在隧道结构模型设计和制作中的可行性,并总结3D打印技术的优势和制约其推广应用的原因。     

基于3D打印的无模化铸型的应用

无模化铸型,所用砂型不是采用传统的模具进行制作,而是通过砂型立体雕刻工艺、激光选择性烧结工艺(SLS)、光固化工艺(SLA)等3D成型技术实现的成型。3D打印技术应用于铸造,可以实现快速成型和无模制造,极大地提高了复杂铸件的生产效率。文章介绍了3D打印技术在铸造方面的应用现状及发展,重点介绍了某公司利用选择性激光烧结(SLS)技术在无模化铸型方面的应用。     

基于电弧焊接的金属3D打印机的开发

日本武藤工业公司与东京农工大学共同研究,开发出采用普通电弧焊接的新型金属3D打印机。其在造型速度、造型物强度、成本方面带来较大的改善。文章介绍了该3D打印装置的基本原理、概况、性能以及应用实例,指出了本装置为普及3D打印机技术打下了良好基础。     

FDM工艺成型体力学性能的数值分析

3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称,它是一种以数字模型文件为基础,通过逐层打印的方式来制造物体的技术。FDM工艺是目前3D打印技术中使用最广泛的工艺,该工艺成型产品的力学强度主要取决于打印参数的设置。研究使用FDM工艺打印的ABS材料制品的力学性能与打印参数(包括打印层厚度、沉积纤维宽度和纤维铺设角度)之间的复杂关系,使用试验设计法确定了FDM产品的力学强度与打印参数间的定量关系,为使用3D打印技术直接制造功能性产品提供了理论支持。     

铁路山岭隧道BIM设计应用研究

以铁路山岭隧道为研究对象,通过广泛调研提出了铁路山岭隧道BIM设计技术路线,结合"武襄十"铁路王家庄隧道BIM设计实践,详细论述了铁路山岭隧道BIM设计流程。实践表明,利用BIM技术构建3D模型,可以直观、准确地再现隧道与地质构造、附属结构等的空间关系,避免了常规二维设计的差错漏碰现象;通过三维可视化模型输出二维图纸及进行隧道工程数量统计保证了二维图纸相互关系的正确性及工程数量的准确性。通过应用研究初步实现了BIM与GIS系统结合,并引入FLAC3D软件对BIM隧道模型结构受力进行了三维数值模拟分析。     

计算机在铁路基础免疫接种情况月报工作中的应用

根据铁道部《铁路卫生统计工作手册》要求，结合基础免疫实际工作需要，用计算机高级语言，设计开发成功《铁路基础免疫接种情况月报》系统，该系统具有数据汇总、打印报表、修改和查询数据等功能；在实际应用中，大大提高了工作效率、减少计算工作量，而且计算快捷、结果准确可靠，报表规范整洁，避免了差错发生，取得了良好效果     

客运专线CTCS-3D列控系统实验平台的构成与应用

京津城际铁路以CTCS-3D列车控制系统为主体,兼容CTCS-2列车控制系统.为了保证京津城际铁路建设的顺利实施,建设基于CTCS-3D列控系统的环行线实验平台,介绍实验平台的组成与应用.     

基于VR及3D打印技术的解剖病理仿真实验室的构建

虚拟现实(virtual reality,VR)是以浸没感、交互性构思为基本特征的计算机高级人机界面,是近年来数字化教学的新趋势。3D打印(3D Printing)技术在先进制造业中有着广泛的应用,同时在医疗行业中的应用也开始快速发展。电子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)和磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)等医学影像学数据,可以三维重建人体数字化模型。将这些数字化模型整合到VR互动实验平台或3D打印成具体的实物,构建解剖病理仿真实验室,能降低教学成本、提高教学效率和效果。     

成本管理在京雄城际铁路四电工程BIM5D中的应用研究

BIM5D技术是BIM技术发展到现阶段实现多维度表达的最新方式,其以三维可视化BIM3D为基础,进一步附加时间信息形成BIM4D,继而附加费用成本信息发展为BIM5D。本文分析目前BIM技术在成本管理中的应用现状,并针对铁路四电工程在当前工程量清单计价模式下通过已有的WBS(工作分解结构)将模型构件与成本信息关联时存在的众多问题,提出在关联产值成本时的解决方法。通过铁路四电工程BIM模型建立、工程量汇总统计、BIM模型与进度及成本相关联三个工作流程搭建BIM5D模型,系统阐述由中铁二十一局自主研发的铁路四电BIM5D系统在通信工程施工中成本动态管控流程。     

3S技术在铁路工务系统中的应用

3S技术在各行各业中得到了广泛的应用,并产生了很大的社会和经济价值.从3S技术的特点出发,结合铁路工务系统的实际情况,提出了3S技术在铁路工务系统中应用的方向.     

3D打印制动盘的制动温度场仿真及试验验证

采用金属3D打印技术制造了悬挂式单轨车辆的2∶1比例制动盘。为了验证该制动盘的实际使用可靠性,采用Ansys软件建立了相应的有限元模型,并且进行了紧急制动过程下的仿真,得出了相应过程中的制动盘温度场分布。为确认仿真结果的可靠性,采用试验装置对3D打印制动盘和传统铸造制动盘进行对比试验验证,测量制动盘温度分布。试验结果证明,3D打印制动盘能满足制动性能要求,可代替传统生产的制动盘。     

时速300-350km客运专线信号系统及与既有系统兼容方案研究

京津城际铁路延伸线二期工程作为京津塘城际铁路通路的一部分,采用以CTCS-3级列控系统为核心的信号系统,同时兼顾京津城际铁路CTCS-3D列控系统。分析和研究京津城际铁路延伸线二期工程信号系统的构成及与京津城际铁路信号系统的兼容,提出京津城际铁路延伸线二期工程的可行方案。     

铁道部公安局综合信息查询系统的研究与实现

分析铁路公安综合业务管理信息系统收集到铁道部公安局综合数据库中的数据信息,在研究用户需求的基础上,提出铁道部公安局综合信息查询系统的设计原则、系统架构,实现对铁路交通事故、铁路危行案件、线路5类案事件、群体性事件和客车治安情况的统计,查询、打印报表和同期比对.     

HX_D3D型机车牵引客车平稳节能操纵的研究

铁路运输业消耗大量能量,机车的能源消耗又在铁路运输能耗支出中占有很大比重。针对我国铁路日趋严格的节能、环保要求,通过对HX_D3D型机车能耗情况进行调研和总结,充分利用再生制动等技术,总结出了HX_D3D型机车牵引客车"稳、缓、明、精、省"的五字平稳节能操纵办法,及在具体调速环节中的应用技巧。在保证机车安全、平稳、正点的前提下,有效降低了机车的能耗,对HX_D3D型机车牵引客车平稳节能操纵具有一定的参考和借鉴意义。