TIGER Coatings stellt Ersatzteile aus flammhemmenden Materialien für ÖBB-Züge her 

Nach dem Brandfall der Seilbahn Kaprun im November 2000 und dem Brandunglück im Schlafwagen des DB-Nachtzugs Paris – München 2002 wurden die Rufe nach flammhemmenden Komponenten in Schienenfahrzeugen immer lauter. Die Bahnbetreiber und Bundesbahnen wollten mit Bauteilen aus zertifizierten Materialien reagieren und den Brandschutz in den Zügen erhöhen. 2013 wurde dann die Europäische Eisenbahnnorm EN 45545 eingeführt und ersetzte nach einer Übergangsphase ab 2016 die bis dahin bestehenden nationalen Normen.  

Mit EN 45545 kam Klarheit in die Flammschutz-Sache und nachhaltig auch mehr Sicherheit. Unsere Welt und vor allem unsere neueren Technologien entwickeln sich allerdings beständig weiter, sodass EN 45545 vielen Teile-Herstellern und Bahnbetreibern mitunter zum Verhängnis werden kann. Insbesondere die additive Fertigung, die häufig für Ersatzteile und kleine Auflagen herangezogen wird, sieht sich mit einem unzulänglichen zertifizierten Materialangebot konfrontiert. Bahnbetreiber stehen somit vor einer großen Herausforderung: Der richtige Partner mit dem richtigen Material ist gefragt! Die Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) fanden diesen Partner im Materialhersteller und Service-Dienstleister TIGER Coatings, welcher Komponente aus flammhemmenden Materialien per 3D-Druck fertigen konnte. Sehen wir uns das Erfolgsbeispiel also genauer an! 

Das flammhemmende Material von TIGER Coatings entspricht der EN 45545 Norm (Bild: TIGER Coatings)

EN 45545 – von der Norm zur Krux

Personal und Fahrgäste vor Bränden zu schützen, das ist das oberste Ziel von EN 45545. Mit ihrer Einführung kam es zur europaweiten Vereinheitlichung der Brand- und Rauchnormen in Schienenfahrzeugen. Diese Normen betreffen im Unterpunkt EN 45545-2 auch die verwendeten Werkstoffe für Bauteile. Dabei werden drei Gefahrenstufen unterschieden: HL 1, HL 2 und HL  3, welche sich nach Zugtyp und dessen Betrieb richten. Die verwendeten Materialien für die Zugausrüstung müssen sowohl die Anforderungen dieser Risikokategorien erfüllen als auch die jeweils weiter definierten Kriterien der Produktklassen und deren Einsatzort. Dichtungen und Schläuche müssen zum Beispiel je nach Gefahrenstufe HL 1, 2 oder 3 und ihrem Einsatz im Zuginneren- oder Äußeren unterschiedliche Werte in Bezug auf Entflammbarkeit, Rauchgasemissionen und Toxizität aufweisen. Materialien aufzutreiben, die diesen Kriterien gerecht werden, das ist die Krux der Bahnbetreiber und Hersteller. 

Die ÖBB standen genau vor dieser Challenge. Seit mehreren Jahren schon setzen die Österreichische Bundesbahnen auf den 3D-Druck, um Wartungsarbeiten durchzuführen, Ersatzteile herzustellen und kleine Auflagen von Teilen ökologisch zu fertigen. Ein konkretes Beispiel dafür ist der Kinderwagensicherungsnachrüstring, welcher im ÖBB Doppelstock Wendezug 8633 dafür sorgt, dass Kinderwägen in den Zügen nicht unabsichtlich Türen öffnen. Dieser Ring musste in einer Kleinserie gefertigt werden und gleichzeitig die EN 45545-Brandschutznormen erfüllen. Die ÖBB holte sich für diese Aufgabe TIGER Coatings an Bord, das durch seine Expertise und seine klassifizierten, leistungsstarken Materialien den Auftrag erfolgreich meistern konnte.  

Der Nachrüstring wurde in geringer Auflage aus dem flammhemmenden Material von TIGER Coatings gefertigt. (Bild: TIGER Coatings)

Das Unternehmen TIGER Coatings aus Wels in Österreich kann aus über 50 Jahren Erfahrung und Kompetenz mit Polymeren schöpfen. TIGER Coatings ist nicht nur 3D-Druck-Servicedienstleister, sondern bietet unter dem Namen TIGITAL® 3D auch innovative Werkstoffe für den SLS-3D-Druck und CBAM-Drucksysteme an. Unter den SLS-Materialien finden sich verschiedene Serien, welche sich durch ihre außerordentlichen Eigenschaften konkrete Hochleistungs-Anwendungsfelder erschließen. Die HPP-Serie (High Performance Polymers) zeichnet sich durch ihre Steifigkeit und die verbesserte Druckqualität aus. Die Top Performance Polymer-Serie (TPP) umfasst UV-beständige und isolierende Materialien, welche unter anderem im Transportwesen und in der Elektronik Anwendung finden. Für den Einsatz auf Schiene aber besonders relevant ist die PPP-Serie. Diese Premium Performance Polymers erfüllen die internationalen und europäischen Standards hinsichtlich des Brandschutzes. Die flammhemmenden Materialien sind nicht nur EN-45545 zertifiziert, sondern zählen auch zu den UL 94-V0 ausgezeichneten Materialien. Tatsächlich handelt es sich um das einzige Material weltweit, das bei einer Wandstärke von 2 mm bei SLS-gedruckten Teilen diese Norm erfüllen kann. Genau dieses Material kam für den Druck der Kinderwagensicherungsnachrüstringe zum Einsatz.  

TIGITAL® 3D 3D-Materialien für den SLS-Druck 

Der 3D-Druck, insbesondere das SLS-Verfahren stellte sich durch seine Produktivität, hohe Reproduzierbarkeit, Präzision und Maßgenauigkeit als geeignetes Verfahren heraus. Durch die vorhandenen Normen erfüllte TIGER Coatings mit seinem TIGITAL®3D-Material bereits ein entscheidendes Kriterium der ÖBB für diesen Auftrag. Wer sich allerdings mit dem SLS-Verfahren bereits näher auseinandergesetzt hat, weiß auch um dessen hohe Kosten Bescheid. SLS-Pulver ist sehr kostspielig, daher ist es vom Vorteil, wenn ein großer Teil des nicht-gesinterten Pulvers wiederverwendet werden kann. Das Materialportfolio von TIGER Coatings weist eine sehr hohe Re-Use-Quote des Restpulvers auf, wobei gleichzeitig die erzielten Eigenschaften (Flammhemmung, UV-Schutz etc.) erhalten bleiben. 

TIGER Coatings fertigte die Ersatzteile auf einem Farsoon HT252P. (Bild: TIGER Coatings)

Für den Druck nutzte TIGER Coatings den HT252P-Drucker von Farsoon, ein Unternehmen, mit dem eine enge Kooperation besteht. 110 Teile wurden für die ÖBB auf diese Weise gefertigt und auch die benötigte Nachbearbeitung fand im Haus statt. Obwohl die Bauteile in schwarzem Material gedruckt wurden, konnte TIGER Coatings durch seinen Background als Pulverlackhersteller gewährleisten, dass Bauteile mit multifunktionalen Coatings beschichten werden konnten und Lackierungen in mehreren Farben möglich waren.  

Die gefertigten Nachrüstringe werden nun im Nahverkehrs-Doppelstock-Wendezug 8633 der ÖBB verbaut und verhindert das nicht beabsichtigte Öffnen der Türen durch Kinderwägen. Dieses Bauteil ist ein Musterbeispiel für den Einsatz des TIGITAL® 3D -Materials, welches sich auch für ähnliche Komponenten eignet, darunter Lüftungsgitter, Gehäuse, Griffe oder etwaige Ersatzteile. Als 3D-Druckmaterial trifft es den Nerv der Zeit, da die Nachfrage von Bahnbetreibern nach geringen Stückzahlen mit komplexen Geometrien oder individuellen Maßen beständig steigt und gleichzeitig die bestehenden Normen eingehalten werden müssen.  

Schienenfahrzeuge sind aber nur eine mögliche Sparte für die TIGITAL® 3D -Materialien. In Zukunft will TIGER Coatings sein Materialportfolio durch höhere Temperaturstabilität und Elastizität weiter verbessern und sich so neue Anwendungsfelder erschließen. Mehr zum Unternehmen und seinen Vorhaben finden Sie HIER.  

Das gefertigte Teil sorgt dafür, dass die Knöpfe zum Öffnen der Türen nicht mit einem Kinderwagen betätigt werden. (Bild: TIGER Coatings)

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*Titelbildnachweis: Doppelstock-Wendezug (DOSTO) am Bahnsteig,  ÖBB – Harald Eisenberger