全球首輛碳纖維材料地鐵車輛亮相柏林國(guó)際軌道交通技術(shù)展
【首輛碳纖維復(fù)合材料地鐵車輛亮相柏林】中車四方公司供圖
科技日?qǐng)?bào)柏林9月18日電 （采訪人員顧鋼）全球首輛全碳纖維結(jié)構(gòu)的輕量化地鐵車輛18日在柏林國(guó)際軌道交通技術(shù)展亮相 。 這項(xiàng)成果由中車四方股份公司與中德軌道交通技術(shù)（德累斯頓）聯(lián)合研發(fā)中心（CG Rail）自主研發(fā) ， 是中國(guó)中車股份有限公司“下一代地鐵”項(xiàng)目中的重大技術(shù)突破 ， 也充分展現(xiàn)了中德合作在輕量化領(lǐng)域的強(qiáng)勁實(shí)力 。
相較傳統(tǒng)地鐵 ， 新一代地鐵車輛最大特點(diǎn)是更輕、更節(jié)能 。 據(jù)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(jī)室、車體、設(shè)備艙及轉(zhuǎn)向架構(gòu)架四大核心部件等均使用碳纖維制造 ， 使車輛實(shí)現(xiàn)大幅“瘦身” 。 以車體為例 ， 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的使用率達(dá)到了70% 。 其重量與傳統(tǒng)鋁制車體相比 ， 足足減輕了30% 。 它的問世 ， 將引領(lǐng)地鐵車輛駛?cè)敫泳G色智能的新時(shí)代 。
CG Rail為新車新材料的研發(fā)和設(shè)計(jì)作出了重要貢獻(xiàn) 。 該中心掌握了先進(jìn)、新型的輕量化制造工藝 ， 通過對(duì)拉擠工藝的進(jìn)一步發(fā)展 ， 目前已經(jīng)具備壁厚達(dá)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(gè)部件上高效率地完成多種纖維材料的多軸向排列 。 CG Rail總經(jīng)理烏爾布里希特博士稱 ， 原則上可以生產(chǎn)長(zhǎng)度不受限制的型材 ， 但受工廠場(chǎng)地限制 ， 目前拉擠成型的部件最長(zhǎng)達(dá)77米 。
創(chuàng)新的工藝也在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的生產(chǎn)上得到了充分體現(xiàn) 。 其中縱梁和橫梁都采用了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 。 極高的自動(dòng)化水平使得整個(gè)制備流程具有可重復(fù)性 ， 大大提高了生產(chǎn)效率 。 與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)相比 ， 碳纖維轉(zhuǎn)向架構(gòu)架減重達(dá)40%以上 ， 并且能夠承受最高負(fù)載 ， 可以滿足所有行駛動(dòng)力學(xué)的要求 。
碳纖維復(fù)合材料使用率高達(dá)90%的司機(jī)室和設(shè)備艙也為輕量化領(lǐng)域樹立了新的標(biāo)桿 。 和傳統(tǒng)金屬材料相比 ， 設(shè)備艙減重30% ， 司機(jī)室“瘦身”更是達(dá)到30%以上 。 除此之外 ， 工程師們還攻克了諸多技術(shù)難題 ， 比如 ， 通過集成優(yōu)化 ， 在保證各功能完備的前提下 ， 減少了零部件的數(shù)量和種類 。 目前CG Rail已申請(qǐng)了16項(xiàng)專利 。
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