那不勒斯公共交通公司Azienda NapoletanaMobilità（ANM）已獲得意大利3D打印工程公司3DnA的幫助，為那不勒斯的公交和電車(chē)(chē)網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò)重新設(shè)計(jì)機(jī)械部件。3DnA使用逆向工程技術(shù)(shù)來(lái)(lái)3D打印“臺(tái)車(chē)(chē)頭”，該“臺(tái)車(chē)(chē)頭”將每輛公交車(chē)(chē)連接到網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò)的空中電源線(xiàn)(xiàn)，并機(jī)械地將固定在車(chē)(chē)頂上的導(dǎo)桿導(dǎo)引到。市場(chǎng)(chǎng)上不再有這種備用手推車(chē)(chē)頭，并且由于傳統(tǒng)制造方法的交付周期超過(guò)(guò)一年，因此選擇了3D打印來(lái)(lái)填補(bǔ)供應(yīng)鏈中的空白。

舊的和新的3D打印小車(chē)(chē)頭安裝在那不勒斯公共汽車(chē)(chē)上。圖片來(lái)(lái)自3DnA。

對(duì)手推車(chē)(chē)頭進(jìn)(jìn)行逆向工程

由于手推車(chē)(chē)頭的原始設(shè)計(jì)幾乎沒(méi)(méi)有可用數(shù)據(jù)，因此3DnA訴諸使用3D掃描對(duì)組件進(jìn)(jìn)行反向工程。一旦獲得掃描，該公司便著(zhù)手使用3D建模軟件來(lái)(lái)重建小車(chē)(chē)頭，使其適合增材制造。

在過(guò)(guò)程的設(shè)計(jì)階段，3DnA使用了Materialise的Magics軟件。使用Magics，該團(tuán)隊(duì)能夠根據(jù)方向和最佳支撐來(lái)(lái)優(yōu)(yōu)化金屬印刷工藝，以確保在印刷階段獲得成功。3DnA在最近改建的Pomigliano d’Arco工廠(chǎng)(chǎng)生產(chǎn)(chǎn)了3D打印手推車(chē)(chē)頭。在這里，它利用兩種不同的印刷系統(tǒng)來(lái)(lái)制造小車(chē)(chē)頭所需的金屬和塑料零件。對(duì)于鋁制組件，選擇了德國(guó)3D打印機(jī)制造商SLM Solutions的SLM500機(jī)器。同時(shí)(shí)，部署了來(lái)(lái)自3D打印機(jī)制造商Stratasys的Fortus F900 3D打印機(jī)來(lái)(lái)制造塑料零件，這些零件是由該公司的ULTEM 9085樹(shù)(shù)脂制成的，該樹(shù)(shù)脂是航空航天領(lǐng)(lǐng)域中常用的超級(jí)聚合物。

2020年夏天，意大利運(yùn)輸辦公室生產(chǎn)(chǎn)，測(cè)試并送交了無(wú)(wú)軌電車(chē)(chē)的原型。目前，已經(jīng)(jīng)重新設(shè)計(jì)和制造了兩種類(lèi)(lèi)型的無(wú)(wú)軌電車(chē)(chē)，其中數(shù)十種已經(jīng)(jīng)為電車(chē)(chē)網(wǎng)(wǎng)絡(luò )(luò)生產(chǎn)(chǎn)。

左：臺(tái)車(chē)(chē)頭上印有AlSi10Mg。右：臺(tái)車(chē)(chē)頭上印有Ultem（Stratasys）和AlSi10Mg。圖片來(lái)(lái)自3DnA。

通過(guò)(guò)3D打印進(jìn)(jìn)行重新設(shè)計(jì)

3D打印正越來(lái)(lái)越多地轉(zhuǎn)向零件的重新設(shè)計(jì)，以填補(bǔ)供應(yīng)鏈的空白，減少備件的交貨時(shí)(shí)間并降低制造成本。最近成功的一個(gè)(gè)成功例子是在Covid-19大流行期間，當(dāng)時(shí)(shí)3D打印公司介入，以在供應(yīng)鏈出現(xiàn)故障時(shí)(shí)保持生產(chǎn)(chǎn)在多個(gè)(gè)部門(mén)(mén)進(jìn)(jìn)行。

可以部署逆向工程軟件和3D掃描技術(shù)(shù)來(lái)(lái)優(yōu)(yōu)化3D打印的零件，并且已經(jīng)(jīng)在多個(gè)(gè)領(lǐng)(lǐng)域的各種應(yīng)用中成功實(shí)(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)(diǎn)。在航空航天領(lǐng)(lǐng)域，增材制造軟件開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)商Betatype協(xié)(xié)助設(shè)計(jì)和重新設(shè)計(jì)了金屬3D打印的發(fā)(fā)動(dòng)(dòng)機(jī)殼體，3D打印的鋁合金熱交換器和發(fā)(fā)電機(jī)殼體。同時(shí)(shí)，美國(guó)陸軍航空與導(dǎo)彈司令部（AMCOM）創(chuàng )(chuàng)建了UH-60L黑鷹直升機(jī)的虛擬3D模型，希望能夠重新設(shè)計(jì)和3D打印不再生產(chǎn)(chǎn)的零件。

Digital twin technology也正在部署中，以加快零件重新設(shè)計(jì)的時(shí)(shí)間并加快3D打印組件的生產(chǎn)(chǎn)。這些是反映其物理對(duì)應(yīng)物的產(chǎn)(chǎn)品，組件或系統(tǒng)的數(shù)字化藍(lán)圖，可用于CAD/CAM過(guò)(guò)程以快速生產(chǎn)(chǎn)3D打印零件。Digital twin technology一直是不可預(yù)見(jiàn)(jiàn)的運(yùn)營(yíng)(yíng)中斷期間制造設(shè)備生產(chǎn)(chǎn)的一個(gè)(gè)有趣的研究領(lǐng)(lǐng)域，并且以前被用來(lái)(lái)提高能源部門(mén)(mén)的生產(chǎn)(chǎn)率并幫助機(jī)器過(guò)(guò)程開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)。

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