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Text: Thomas Masuch
Seine additive Reise startete DB ESG 2018 zusammen mit der Zug-Leasinggesellschaft Angel Trains, die zum einen ihre Züge attraktiver machen und bei älteren Modellen die Lebensdauer verlängern wollte. „Bei einer ganzen Reihe von Ersatzteilen gab es die Formen und Werkzeuge nicht mehr, manchmal war sogar der Hersteller vom Markt verschwunden“, erinnert sich Martin Stevens, der heute als Chief Engineer bei DB ESG arbeitet und seit 25 Jahren in der britischen Eisenbahnindustrie in Derby, dem britischen Eisenbahnzentrum, tätig ist. Die Lösung war dann in der Regel das Reverse Engineering der zu reparierenden Bauteile: scannen, in druckbare Daten umwandeln und 3D-drucken.
DB ESG ist eine 1995 gegründete Engineering-Firma, die sich auf Schienenfahrzeuge spezialisiert hat, 2007 von der Deutschen Bahn übernommen wurde und heute 65 Beschäftigte zählt. Das Unternehmen hilft unter anderem OEMs bei der Qualitätskontrolle der Züge sowie bei der Zulassung und Zertifizierung. Außerdem versorgt DB ESG Züge im Betrieb mit Ersatzteilen oder passt neue Züge den individuellen Wünschen der Betreiber an. Insbesondere umfangreiche Anpassungen sind eines der wichtigsten Geschäftsfelder des Unternehmens, ein Beispiel dafür ist die Erneuerung der Untergrundstruktur der Londoner U-Bahnen einschließlich Design, Engineering und Installation. „Daneben haben wir aber auch Hunderte kleinere Projekte, bei denen es darum geht, kleinere Bauteile zu ersetzen oder hinzuzufügen“, erklärt Stevens.
Wie in vielen anderen europäischen Ländern ist auch das britische Eisenbahnsystem von einigen historisch gewachsenen Besonderheiten geprägt: Infolge der Privatisierung, die in der Mitte der 1990er-Jahre stattfand, sind das Schienennetz, die Züge und der Betrieb der Züge jeweils in unterschiedlichen Händen. Die Züge gehören „Rolling Stock Companies“ wie Angel Trains, Porterbrook oder Beacon Rail. Bisher wurden die Züge per Leasing an private Betreiberfirmen vermietet, seit 2024 verfolgt die britische Regierung den Plan, den Betrieb schrittweise wieder in eine neue staatliche Gesellschaft, Great British Railways (GBR), zu überführen.
Große Projekte und langsame Innovationen
Gleichzeitig hat das britische Modell auch wesentliche Gemeinsamkeiten mit fast allen anderen Bahnsystemen weltweit: „Generell ist die Eisenbahnindustrie eine Branche, die Innovationen recht langsam aufgreift, auch aufgrund hoher Sicherheitsstandards“, so Stevens. „Gleichzeitig gibt es in der Branche wirklich große Projekte – zum Beispiel bei der Beschaffung neuer Züge – mit einem Volumen von 1 Milliarde Euro und mehr. Auch bei 70 neuen Zügen sind die Bauteilchargen fast immer ziemlich klein.“ Wenn dann für ein so kleine Stückzahlen extra Spritzgussformen hergestellt werden müssen, sei das in der Regel nicht wirtschaftlich. Da komme die Additive Fertigung dann fast automatisch ins Spiel.
Die Bandbreite der von DB ESG 3D-gedruckten Bauteile ist sehr umfangreich und reicht von Schaltern am Fahrerpult über diverse Griffe und Armlehnen sowie Halter bis zum Gehäuse eines Zugtelefons (der Londoner U-Bahn), das optimiert und damit weniger zerbrechlich gefertigt wurde. Auch bei neuen Zügen sind oft Anpassungen erforderlich; so war in einer Fahrerkabine eines neuen Zuges bei Sonnenlicht das Leuchten einiger Knöpfe nicht erkennbar – eine individuelle Klappe löste das Problem. Zertifizierung ist bei solchen nicht strukturtragenden Bauteilen oft nicht das große Problem, sofern ein brandschutzhemmendes Material nach Eisenbahnstandards verwendet wird. Anders sieht es bei größeren Metallbauteilen aus – wie zum Beispiel bei einer 22 Kilogramm schweren stählernen Gierdämpferhalterung. Diese wurde mittels Rapid Casting indirekt 3D-gefertigt und dann wieder „klassisch“ gegossen. Vorteil dieser Methode: Die neuen Bauteile müssen nicht neu zertifiziert werden. Zudem hat DB ESG zahlreiche Werkzeuge für Reparaturen und beispielsweise auch für die Reinigung entwickelt, die in der Regel die Arbeit erleichtern und Zeit sparen.
Viele der benötigten Bauteile werden im eigenen Maschinenpark aus sechs FFF-Anlagen gefertigt: Prototypen, die meisten Werkzeuge sowie einige End-Use-Teile. Zudem arbeitet DB ESG mit verschiedenen Dienstleistern zusammen, unter anderem für SLS-Bauteile oder für spezialisierte Metallmaterialien. Die eigenen Drucker laufen laut Stevens 70 Prozent des Tages, was auch zeigt, dass die Additive Fertigung inzwischen einen beträchtlichen Anteil des generellen Teilebedarfs von DB ESG abdeckt und „im Unternehmen inzwischen gut integriert ist. Alle unsere Ingenieure kennen sich mit AM und den Vorteilen der Technologie aus.“ Auch im Marketing werden 3D-gedruckte Bauteile gern verwendet, um zu unterstreichen, dass DB ESG „eine der innovativsten britischen Engineering-Firmen im Eisenbahnbereich“ ist.
Stevens würde den Einsatzbereich der Additiven Fertigung in seinem Arbeitsbereich gern noch weiter ausdehnen. Die richtigen Anwendungen zu finden, ist allerdings keine einfache Herausforderung, „denn schließlich sind es ja nicht wir, die ein Problem am Zug haben, sondern unsere Kunden und Partner.“ Deshalb versucht DB ESG bereits seit vier Jahren, mit „Lunch-und-Learn-Events“ das Wissen um die Vorteile der AM-Technologie auch bei den Beschäftigten seiner Partner zu vergrößern. „Unser Ziel ist es, in jedem Department einen oder zwei begeisterte Champions zu finden, die AM dort vorantreiben.“ Dabei hat Stevens die Erfahrung gemacht, dass sich eher die jüngere Generation aus dem Mittelmanagement (Fleet-Performance-Manager und Obsolescence-Manager) für neue Technologien begeistern lässt. Eher seltener sind es die erfahrenen Ingenieure, die schon seit Jahren in ihren Routinen stecken, oder die Topmanager, die einen hohen Druck haben, die Züge schnell auf die Schiene zu bringen. „Denn auch wenn AM viele Vorteile mit sich bringt, muss man am Anfang hin und wieder auch etwas zusätzliche Arbeit investieren.“
