Fraunhofer ILT开发智能维护列车部件的 3D打印传感器系统

| 3DScienceValley · 2021/11/19

根据3D科学谷的市场观察，研究人员和行业参与者越来越多地利用 3D 打印来改进和优化传感器集成应用。这项技术的早期流行应用是可穿戴电子传感器，例如谷歌的“Jacquard”标签，它可以贴在日常用品上，赋予它们运动感应功能。谷歌的 ATAP 部门利用 Stratasys 的 PolyJet 3D 打印技术对标签进行原型设计，使他们的佩戴者能够通过某些手势控制他们的手机。

3D打印还被用于生产其他可穿戴技术，例如压电驱动电子设备，以及睡眠监测“智能床”、嵌入式传感器无人机和用于远程作物监测的水合作用传感器等等。而最近，根据3D科学谷的市场了解，德国亚琛弗劳恩霍夫激光技术研究所 (Fraunhofer ILT) 的研究人员正在开发一种能够智能维护列车部件的 3D 打印传感器系统。

人工智能驱动的传感器系统

Fraunhofer ILT 与行业合作伙伴合作，并利用联邦经济事务和能源部的资金开发 SenseTrAIn——一种人工智能 (AI) 驱动的传感器系统，可无线持续监控 3D 打印组件的状况。

传感器集成技术的有前景的应用包括火车门机构、初级和偏航阻尼器以及轮对轴承盖。人工智能驱动的传感器系统的最终目标是发出信号，表明是否需要更换或维修，何时何地需要更换或维修。

使用 SenseTrain 监控轨道部件

SenseTrAIn 是一种高效智能地监控铁路工程中安全相关功能的方法，例如监控列车门和底盘部件。与Fraunhofer ILT 一起参与该项目的行业合作伙伴包括组件集成传感器开发商 ME-Meßsysteme、预测系统开发商 DATAbility 和运输软件开发商 Vedisys。

合作伙伴于2021年9月启动该项目，在 2024 年之前致力于 SenseTrAIn 的开发和优化。该项目正在欧洲最大的铁路集团DB的技术能力中心进行，希望为欧洲铁路的智能维护设定路线网络。

最终，该项目希望开发一种综合方法，将来可能涉及火车底盘和车门中的传感器，通过5G联系德国铁路股份公司的SAP系统，并在缺陷发生之前报告缺陷。

有缺陷的铁路部件会导致运营延误，给乘客带来不便。但是，在严格的维护间隔内更换仍处于工作状态的部件既不环保也不经济。SenseTrAIn项目合作伙伴希望通过他们新颖的人工智能驱动的传感器集成技术来解决这些问题。

项目合作伙伴正在利用激光粉末床溶化 (LPBF) 3D 打印技术制造传感器嵌入式组件。LPBF 通过在特定点暂停打印过程以在继续之前将传感器构建到零件中，使传感器和执行器等电子元件能够集成到金属零件中。

被确定为SenseTrAIN潜在应用的零部件包括门机构、主阻尼器和偏航阻尼器，以及密封车轮轴承座的轮对轴承夹。从维护的角度来看，轮对轴承盖是关键部件，因为增加的负载会导致温度升高和更大的磨损风险。通过 SenseTrAIn，集成在盖子中的温度和加速度传感器可以在早期检测到热流道及其原因。

为确保该项目的成功，亚琛弗劳恩霍夫 (Fraunhofer) 研究人员已经确定需要一个大型有效数据库来优化 AI 传感器组合。Fraunhofer ILT激光研究所的科学家正在使用DB的Trainlab在现实的日常条件下测试新的传感器技术。在合作伙伴开始在日常操作中测试系统之前，从测试中收集的信息将用于训练人工智能。