Impressão 3D: solução para reduzir a estocagem de peças de reposição para o transporte ferroviário

Na próxima década, a manufatura aditiva se tornará parte indispensável das operações dos principais fabricantes do setor de transporte ferroviário. Essa previsão leva em consideração que, nas últimas três décadas, a tecnologia amadureceu e a gama de possíveis aplicações foi consideravelmente ampliada.

A impressão 3D já é, há algum tempo, uma ferramenta de nível industrial. No caso do setor de transporte ferroviário, os fabricantes devem utilizar a tecnologia cada vez mais para, principalmente, garantir o estoque de peças de reposição de seus produtos. Isso não quer dizer que uma impressora 3D substituirá todo o inventário de peças, uma vez que há muitas partes de uma locomotiva ou trem de passageiros que não são viáveis para impressão em 3D.

No entanto, nos últimos anos, a tecnologia percorreu um longo caminho, e agora é possível imprimir quase qualquer elemento em diversos tipos de materiais - de metais a polímeros que atendem aos requisitos de fogo, fumaça e toxicidade, até cerâmicas e metamateriais. Além disso, com a crescente oferta de provedores de serviços e ferramentas de design, mais aplicações tornam-se técnica e economicamente viáveis.

Um dos aspectos críticos do transporte ferroviário é que seus equipamentos são utilizados por décadas e levam, em média, 40 anos para serem completamente aposentados. Com isso, manter os trens funcionando e em bom estado de conservação exige peças de reposição, que, geralmente, saem de linha e deixam de serem produzidas, além de seus fornecedores também saírem do mercado.

Isto é um problema frequente para as empresas que gerem o serviço de transporte ferroviário e para o governo, isso porque acabam precisando absorver os custos da aquisição de ferramentas para refabricar novas peças ou optam por "canibalizar" trens e locomotivas para manter sua frota operando ou, até mesmo, por comprar peças de segunda mão, como aconteceu com o Metrô de São Paulo e do Distrito Federal há alguns anos.

No caso de São Paulo, em 2016, a Companhia do Metropolitano de São Paulo (Metrô) utilizou peças de trens parados no pátio de manutenção para realizar consertos em outras composições que necessitavam de revisão. Contudo, esse tipo de "canibalização" pode pôr em risco a segurança dos passageiros e dos trabalhadores, pois determinadas peças reutilizadas podem estar deterioradas ou desgastadas, além de não passarem por uma análise minuciosa. Já em 2018, o Metrô do Distrito Federal fechou contrato para comprar peças de segunda mão do Metrô de São Paulo - parte delas já havia sido usada em trens paulistanos e outra parte era nova, porém estava parada no estoque. Isso foi necessário porque as peças de reposição deixaram de ser produzidas pelo fabricante.

A impressão 3D é uma forma de mitigar esse tipo de problema do setor, pois ela reduz os prazos de entrega e permite evitar os altos custos iniciais da fabricação tradicional: cadeia de suprimentos, ferramentas e configuração.

Do lado dos custos, a impressão 3D geralmente elimina os gastos com ferramental associado à fabricação tradicional. Esses custos fixos reduzidos significam que a produção em volumes baixos se torna economicamente viável. Há também um benefício no tempo, uma vez que, com a manufatura aditiva, as peças impressas em 3D geralmente podem ser produzidas com prazos de entrega em dias, ao contrário de semanas ou meses se comparada à manufatura tradicional.

Para se ter ideia da importância em se manter os trens o mínimo possível parados, segundo levantamento da Stratasys, os custos diretos de ter um único trem urbano fora de operação é de cerca de US﹩ 20.000/dia. Sendo assim, quando as perdas financeiras aumentam rapidamente, é fundamental ter a capacidade de produzir, com agilidade, peças de reposição internamente. Em um caso, por exemplo, descobrimos que a impressão 3D de uma única peça economizou mais de US﹩ 1,5 milhão para um cliente, uma vez que, se a impressão 3D não fosse utilizada, um conjunto de trens ficaria fora de serviço por 16 semanas à espera de uma peça de reposição.

Outro benefício permitido pela impressão 3D é ter um inventário digital de peças de reposição, que podem ser produzidas por qualquer fábrica em qualquer local e os prazos de entrega seriam de horas ou dias. A Siemens e a Bombardier Transportation são algumas das empresas que já investem nisso.

Para acelerar a produção de peças para componentes de veículos internos e externos de seus trens nos países de língua alemã. Nessa parceria, a integração da manufatura aditiva da Stratasys nas instalações da Bombardier Transportation, em Hennigsdorf, permite à empresa fabricar certas peças de reposição personalizadas sob demanda via inventário digital a um custo mais baixo.

Agora, a Bombardier Transportation está utilizando uma impressora 3D Stratasys F900 para criar inventário digital, garantindo assim que as necessidades de peças de reposição sejam atendidas sob demanda - independentemente do modelo de trem ou de sua idade. Simplesmente armazenando digitalizações em 3D de peças, a Bombardier Transportation passará a ignorar o armazenamento físico de peças, pois não haverá mais a necessidade de manter grandes volumes estocados, pois a F900 permite que a equipe recrie rapidamente uma peça de reposição certificada, e de maneira rápida para atender seus clientes.

Bombardier

Siemens