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首輛碳纖維復合材料地鐵車輛亮相柏林

首輛碳纖維復合材料地鐵車輛亮相柏林

編輯:janger 來源:工具技術 2018-10-17 09:45:46

全球首輛全碳纖維結構的輕量化地鐵車輛近日亮相柏林國際軌道交通技術展。這項成果由中車四方股份公司與中德軌道交通技術(德累斯頓)聯合研發中心(CGRail)自主研發,是中國中車股份有限公司“下一代地鐵”項目中的重大技術突破,也充分展現了中德合作在輕量化領域的強勁實力。

相較傳統地鐵,新一代地鐵車輛的最大特點是更輕、更節能。據中車四方股份公司副總工程師丁參參介紹,新一代地鐵車輛的司機室、車體、設備艙及轉向架構架四大核心部件等均使用碳纖維制造,使車輛實現大幅“瘦身”。以車體為例,碳纖維增強復合材料的使用率達到了70%。其重量與傳統鋁制車體相比,足足減輕了30%。它的問世,將引領地鐵車輛駛入更加綠色智能的新時代。

CGRail為新車新材料的研發和設計作出了重要貢獻。該中心掌握了先進、新型的輕量化制造工藝,通過對拉擠工藝的進一步發展,目前已經具備壁厚達25毫米、大型、多腔碳纖維型材拉擠成型的能力,并且能夠在一個部件上高效率地完成多種纖維材料的多軸向排列。CGRail總經理烏爾布里希特博士稱,原則上可以生產長度不受限制的型材,但受工廠場地限制,目前拉擠成型的部件最長達77米。

創新的工藝也在轉向架構架的生產上得到了充分體現。其中縱梁和橫梁都采用了碳纖維增強復合材料。極高的自動化水平使得整個制備流程具有可重復性,大大提高了生產效率。與傳統鋼結構相比,碳纖維轉向架構架減重達40%以上,并且能夠承受最高負載,可以滿足所有行駛動力學的要求。

碳纖維復合材料使用率高達90%的司機室和設備艙也為輕量化領域樹立了新的標桿。和傳統金屬材料相比,設備艙減重30%,司機室“瘦身”更是達到30%以上。除此之外,工程師們還攻克了諸多技術難題,比如,通過集成優化,在保證各功能完備的前提下,減少了零部件的數量和種類。目前CGRail已申請了16項專利。


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