Fraunhofer ILT開發智能維護列車部件的3D打印傳感器系統
研究人員和行業參與者越來越多地利用 3D 打印來改進和優化傳感器集成應用。這項技術的早期流行應用是可穿戴電子傳感器,例如谷歌的“Jacquard”標簽,它可以貼在日常用品上,賦予它們運動感應功能。谷歌的 ATAP 部門利用 Stratasys 的 PolyJet 3D 打印技術對標簽進行原型設計,使他們的佩戴者能夠通過某些手勢控制他們的手機。
3D打印還被用于生產其他可穿戴技術,例如壓電驅動電子設備,以及睡眠監測“智能床”、嵌入式傳感器無人機和用于遠程作物監測的水合作用傳感器等等。而最近,根據3D科學谷的市場了解,德國亞琛弗勞恩霍夫激光技術研究所 (Fraunhofer ILT) 的研究人員正在開發一種能夠智能維護列車部件的 3D 打印傳感器系統。
人工智能驅動的傳感器系統
Fraunhofer ILT 與行業合作伙伴合作,并利用聯邦經濟事務和能源部的資金開發 SenseTrAIn——一種人工智能 (AI) 驅動的傳感器系統,可無線持續監控 3D 打印組件的狀況。
傳感器集成技術的有前景的應用包括火車門機構、初級和偏航阻尼器以及輪對軸承蓋。人工智能驅動的傳感器系統的最終目標是發出信號,表明是否需要更換或維修,何時何地需要更換或維修。
© 亞琛Fraunhofer ILT 弗勞恩霍夫激光研究所
SenseTrAIn 是一種高效智能地監控鐵路工程中安全相關功能的方法,例如監控列車門和底盤部件。與Fraunhofer ILT 一起參與該項目的行業合作伙伴包括組件集成傳感器開發商 ME-Meßsysteme、預測系統開發商 DATAbility 和運輸軟件開發商 Vedisys。
合作伙伴于2021年9月啟動該項目,在 2024 年之前致力于 SenseTrAIn 的開發和優化。該項目正在歐洲最大的鐵路集團DB的技術能力中心進行,希望為歐洲鐵路的智能維護設定路線網絡。
最終,該項目希望開發一種綜合方法,將來可能涉及火車底盤和車門中的傳感器,通過5G聯系德國鐵路股份公司的SAP系統,并在缺陷發生之前報告缺陷。
有缺陷的鐵路部件會導致運營延誤,給乘客帶來不便。但是,在嚴格的維護間隔內更換仍處于工作狀態的部件既不環保也不經濟。SenseTrAIn項目合作伙伴希望通過他們新穎的人工智能驅動的傳感器集成技術來解決這些問題。
項目合作伙伴正在利用激光粉末床溶化 (LPBF) 3D 打印技術制造傳感器嵌入式組件。LPBF 通過在特定點暫停打印過程以在繼續之前將傳感器構建到零件中,使傳感器和執行器等電子元件能夠集成到金屬零件中。
被確定為SenseTrAIN潛在應用的零部件包括門機構、主阻尼器和偏航阻尼器,以及密封車輪軸承座的輪對軸承夾。從維護的角度來看,輪對軸承蓋是關鍵部件,因為增加的負載會導致溫度升高和更大的磨損風險。通過 SenseTrAIn,集成在蓋子中的溫度和加速度傳感器可以在早期檢測到熱流道及其原因。
為確保該項目的成功,亞琛弗勞恩霍夫 (Fraunhofer) 研究人員已經確定需要一個大型有效數據庫來優化 AI 傳感器組合。Fraunhofer ILT激光研究所的科學家正在使用DB的Trainlab在現實的日常條件下測試新的傳感器技術。在合作伙伴開始在日常操作中測試系統之前,從測試中收集的信息將用于訓練人工智能。
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