Castlab-oprichter Koen Melis, foto: Paul van den Bogaard

Start-up Castlab produceert niet leverbare treinonderdelen

Castlab uit Tilburg heeft tijdens RailTech Europe een Innovation Award in gewonnen in de categorie Start-ups. Het jonge bedrijf van slechts acht maanden oud kan niet-leverbare metalen treinonderdelen binnen tien dagen produceren en opleveren.

De startup Castlab mag dan piepjong zijn, er staat wel een ruim 65 jaar oud familiebedrijf achter: Melis Gieterijen. Deze traditionele gieterij is gespecialiseerd in het gieten van machineonderdelen in brons en aluminium. Aan het roer staat sinds januari Koen Melis, de derde generatie Melis.

Een van de eerste dingen die Koen deed bij zijn aantreden bij Melis Gieterijen was het formuleren van een toekomststrategie: MGT 2.0. “Ik kwam tot de conclusie dat wij eigenlijk pas erg laat in de productieketen in beeld kwamen. De kennis die er is binnen het bedrijf is van ontwikkeling en productie wordt onvoldoende benut, ook door onze klanten. Dat is natuurlijk doodzonde. Ik heb ons daarom als doel gesteld om eerder in het proces in te stappen.”

Metalen componenten

“Een ingenieur weet vaak minder van gieten en materialen. En een inkoper, waar we doorgaans mee aan tafel zitten, weet vaak minder van engineering en technische aspecten. We merkten dat er vraag is naar een partij die kan helpen bij zoeken naar de meest geschikte productiemethode van metalen componenten.”

Tijdens het doorontwikkelen van zijn ideeën besloot Melis al snel dat het beter was voor het bedrijf om te innoveren vanuit een aparte B.V. dat werd Castlab. “Met de uitwerking daarvan zijn we nu acht maanden bezig. Meedoen aan de innovatieprijs van RailTech was een van de stappen die we ondernamen om ons idee te laten beoordelen door een jury van experts binnen de railsector en onder de aandacht van de sector te brengen.”

Focus op spoor

De focus van Castlab ligt op het spoor en dan vooralsnog op rollend materieel en de productie van obsolete parts. “Het spoor is een sector waar we al van oudsher erg actief in zijn. Mijn opa was ketelmeester eerste klasse bij de NS en startte zijn eigen gieterij. We zijn gecertificeerd door NS om gegoten onderdelen te maken voor treinen en spoor. We hebben veel kennis van het spoor in huis en er liggen hier ruim 25.000 modellen en matrijzen opgeslagen van onderdelen voor spoormaterieel en andere industriële toepassingen.“

 Wanneer gieten de meest geschikte methode blijkt, is Melis Gieterijen een van de partners voor de productie.

“Inmiddels hebben we tien verschillende pilots gedraaid bij onder meer Nedtrain en NS components. De marktpotentie voor spare parts obsoletes, oftewel niet meer leverbare onderdelen, is enorm in de spoorsector. Tot 2030 worden er miljarden geinvesteerd in onderhoud van het spoorwegennet. Het materiaal is vaak twintig tot zestig jaar oud. En veel onderdelen moeten in de komende jaren vervangen worden. De oorspronkelijke fabrikanten bestaan soms niet meer, tekeningen zijn verloren gegaan of onbruikbaar geraakt.”

Via de gebruikelijke kanalen moeten nieuwe onderdelen vaak in partijen van 100 stuks of veel meer worden afgenomen. Dat is enerzijds niet betaalbaar, maar vaak ook niet nodig, weet Melis. “Je kunt wel 200 stuks op voorraad leggen, maar dat is op veel manieren geen duurzame oplossing. Bovendien is de ervaring dat een groot deel ook niet gebruikt wordt omdat je er maar een of enkele exemplaren van nodig hebt. Voor een gietdeel is de levertijd bovendien lang, gemiddeld 200 dagen is niet ongebruikelijk.”

Gemaakt voor de eeuwigheid

“Het spoormaterieel werd destijds zo uitgevoerd dat het een eeuwigheid meegaat. Maar een enkel onderdeeltje kan er voor zorgen dat vervoerders in de problemen komen met het bedrijfsvaardig houden van deze machines. Dat is zonde natuurlijk. Wij besloten daarom hier een oplossing voor te bedenken en kunnen nu binnen maximaal tien dagen na goedkeuring van het ontwerp het gewenste onderdeel per stuk of in een kleine serie leveren.”

Hierbij gaat Castlab als volgt te werk: Eerst verzamelt engineer Jeroen van Unen zoveel mogelijk informatie over het gewenste onderdeel. Zijn er nog tekeningen van dan moeten ze beoordeeld worden op geschiktheid en worden omgezet naar een 3D digitaal ontwerp. Zijn er geen tekeningen meer, maar nog wel een origineel exemplaar van het onderdeel, dan wordt dit helemaal gescand, opgemeten en omgezet in een digitale tekening. Onderzocht wordt aan welke specificaties het onderdeel moet voldoen. Hoe sterk bijvoorbeeld, of hoe flexibel of bestand tegen trillingen. Vervolgens zijn er drie opties: printen, gieten of bewerken van een massief stuk metaal.

“Afhankelijk van de toepassing kiezen we de meest geschikte aanpak. Het gieten besteedt Castlab uit aan Melis Gieterijen of andere partners. Het kan zijn dat een van de partners uit ons netwerk geschikter is. Het grote verschil met de traditionele manier van werken is dat we nu zowel met de engineers als de kwaliteitscontroleurs om de tafel zitten in plaats van alleen met de inkoper.”

3D-print als middel

“Bij ons is 3D-printen een middel in plaats van het doel, zoals je nu vaak ziet. Een geprint onderdeel is afhankelijk van de methode en het materiaal vaak minder sterk dan een gegoten of massief onderdeel en moet meestal ook flink nabewerkt worden. Wat vaak meespeelt in de keuze voor een bepaalde productiemethode is dat in het spoor een onderdeel moet voldoen aan de oorspronkelijke veiligheidseisen die destijds zijn gesteld.”

Een goed voorbeeld hiervan is een in gegoten aluminium uitgevoerde afdekkap van een stopcontact boven op de trein in de buurt van de pantograaf. Het zou prima in kunststof geprint kunnen worden voor de sterkte en het gewicht, bovendien isoleert het beter dan aluminium, maar omdat de trein destijds voor toelating op het spoor gekeurd is met een aluminium kap moet er nu exact zo’n zelfde kap op zitten. “Voor de vorm-fit functie is er wel een kunststof variant geprint om in het veld te testen. Na goedkeur van de klant is deze in aluminium gegoten.”

Zelf 3D printen doet Castlab niet. Bij voldoende aanvragen valt het te overwegen om zelf een printer aan te schaffen. Maar een printer met de specificaties die nodig zijn voor het werk dat Castlab er mee doet kost miljoenen. Voorlopig gebeurt het printwerk daarom buitenshuis. “Een apparaat kopen is leuk, maar de kennis om er mee te werken krijg je er niet bij. Uit die printer moeten onderdelen kunnen komen van twee bij een meter. Dat is geen doorsnee 3D-printer. Binnen een straal van veertig kilometer hebben we de juiste partners die na validatie van de tekening kunnen produceren en leveren.”

Uitbreken

In het geval van de afdekkap voor de pantograaf was er nog een origineel exemplaar voorhanden en geen tekening. Het origineel werd daarom ontlakt en ingescand om er een tekening van te maken. Vanwege het kleine benodigde aantal werd er geen model of matrijs van gemaakt, want dat vergt een investering van tussen de drie- en vierduizend euro. En dan moet het eindproduct nog gegoten worden. Een veel door Castlab toegepaste methode is het 3D laten printen van een zandmal op basis van het digitale ontwerp. Deze mallen zijn voor eenmalig gebruik, want je moet ze na het gieten uitbreken om het eindproduct er uit te krijgen. Dus wanneer er behoefte is aan meerdere exemplaren van hetzelfde onderdeel, worden er ook meerdere mallen geprint.

Castlab 3D geprintte zandmal, foto: Paul van den Bogaard
Zandmallen uit de 3D printer voor eenmalig gebruik.

Omdat het ontwerp in de open source software zit, kan het op een later tijdstip ook probleemloos worden gebruikt om weer een nieuwe mal te maken. De mallen zijn binnen twaalf of vierentwintig uur te maken. Het gieten kan daarna in een of twee dagen. Nabewerken en eventueel lakken neemt nog drie á vier dagen in beslag. Het origineel en het nieuwe onderdeel zijn niet van elkaar te onderscheiden. Wat Castlab ook doet is waar mogelijk verbeteringen doorvoeren. “We nemen de zwakke plekken niet over van het origineel.”

Op deze manier werden er al enkele tientallen onderdelen voor rollend materieel en railinfra gemaakt. Hier en daar bij uitzondering ook een onderdeel voor een klassieke auto of een nieuw ontwerp voor de behuizing van een veiligheidscamera, maar de spoorsector is momenteel de focus. In een later stadium gaat Castlab ook kijken naar de mogelijkheden voor andere sectoren. “We zijn een startup. Dus moeten we eerst leren kruipen voordat we kunnen vliegen”, vindt Melis.

Lees ook:

Auteur: Paul van den Bogaard

Paul van den Bogaard is redacteur van SpoorPro.

Reageer ook

Nog maximaal tekens

Log in via een van de volgende social media partners om je reactie achter te laten.