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Fraunhofer ILT开发了用于列车维护的3D打印SenseTrAIn人工智能传感器系统

研究人员弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)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。

与行业合作伙伴合作,利用来自联邦经济事务和能源部目前,Fraunhofer ILT正在开发一种人工智能(AI)驱动的传感器系统SenseTrAIn,该系统可以无线持续监测3D打印组件的状态。

传感器集成技术的应用前景包括列车车门机构、主偏航阻尼器和轮对轴承盖。人工智能传感器系统的最终目标是发出是否、何时、何地需要更换或维修的信号。

在2021年Formnext大会上,Fraunhofer ILT将展示传感器集成的可能性,使用lpbf打印的演示器和打印的测量网格(包括导体)。照片由Fraunhofer ILT提供。
在2021年Formnext大会上,Fraunhofer ILT将展示传感器集成的可能性,使用lpbf打印的演示器和打印的测量网格(包括导体)。照片由Fraunhofer ILT提供。

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与安全相关的功能的方法,如列车车门和底盘部件。与Fraunhofer ILT合作的行业合作伙伴包括组件集成传感器开发商啊ßsysteme,预测系统开发人员DATAbility,以及传输软件的创建者Vedisys

合作伙伴于今年9月开始了该项目,并将致力于SenseTrAIn的开发和优化,直到2024年。这个项目正在进行中DB Systemtechnik该公司是欧洲最大的铁路技术竞争力中心,希望为欧洲铁路网的智能维护开辟道路。

最终,该项目希望开发一种全面的方法,通过无线和持续监测传感器集成的3D打印组件的状态,从传感器技术到德国联邦铁路公司的SAP系统报告。

未来的一个例子可能是,火车底盘和车门上的传感器通过5G连接德国铁路公司(Deutsche Bahn AG)的SAP系统,并在缺陷发生前报告缺陷。

有缺陷的铁路部件可能会导致运营延误,给乘客带来不便,然而,在严格的维护时间间隔内更换仍在正常工作的部件,既不生态也不经济。SenseTrAIn项目合作伙伴希望用他们的新型人工智能传感器集成技术解决这些问题。

AM制动卡钳与集成传感器测量制动力和温度。照片由Fraunhofer ILT提供。
AM制动卡钳与集成传感器测量制动力和温度。照片由Fraunhofer ILT提供。

Sensor-integrated 3 d打印

该项目合作伙伴利用激光粉末床聚变(LPBF) 3D打印技术制造传感器嵌入组件。LPBF能够将传感器和驱动器等电子部件集成到金属部件中,方法是在打印过程的特定点暂停,在继续打印之前将传感器集成到部件中。

被确定为SenseTrAIN潜在应用的部件包括门机构、主和偏航阻尼器,以及密封车轮轴承座的轮对轴承夹具。从维护的角度来看,轮对轴承盖是关键部件,因为增加的负荷会导致温度上升和更大的磨损风险。通过SenseTrAIn,温度和加速度传感器集成到外壳中,可以在早期阶段检测出热流及其原因。

为了确保项目的成功,Fraunhofer的研究人员发现需要一个大型有效的数据库来优化人工智能传感器组合。ILT的科学家们正在使用德国铁路技术公司的Trainlab,在现实的日常条件下测试新的传感器技术。在合作伙伴开始测试系统的日常运行之前,从测试中收集的信息将用于训练人工智能。

Fraunhofer ILT将在本月展示其传感器集成技术的能力Formnext交易会.该团队将展示一个3D打印的演示设备,其中包含打印的测量网格,包括导体,以说明SenseTrAIn在维护和监控方面的可能性。

特色图片显示谷歌提花装置被拉在牛仔布袖子上。通过Stratasys公司形象。
谷歌的提花装置靠在牛仔布袖子上。通过Stratasys公司形象。

带有传感器的3D打印

研究人员和行业参与者越来越多地利用3D打印技术来改进和优化传感器集成应用。

这种技术的一个特别流行的应用是可穿戴电子传感器,例如谷歌的“提花”标签可以连接到日常用品上,赋予它们动作感应功能。谷歌的ATAP部门使用Stratasys公司”PolyJet 3D打印技术的原型标签,使佩戴者能够通过特定的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,比如piezoelectric-powered电子,以及睡眠监测“智能床”传感器嵌无人机水化传感器用于远程作物监测。

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特色的图像显示在2021年Formnext, Fraunhofer ILT将展示传感器集成的可能性,使用lpbf打印的演示器,打印的测量网格包括导体。照片由Fraunhofer ILT提供。

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