Китайско-немецкая команда инженеров CG Rail (Китайско-немецкий научно-исследовательский центр железнодорожных и транспортных технологий Dresden GmbH) и международные сетевые партнеры разработали поезд, который почти полностью состоит из компонентов углепластика.
Услуги по разработке интегрированы в общий проект «Поезд следующего поколения» крупнейшего в мире производителя железнодорожных транспортных средств CRRC из Китайской Народной Республики. CRRC хочет сделать местный общественный транспорт, особенно метро, более эффективным и экологически чистым. CG Rail разработала необходимые модули для нового поколения Metro с передним салоном, кузовом автомобиля, напольным покрытием и рамой тележки.
Производство бесконечных профилей из углепластика
Кузов автомобиля состоит из 70% углепластика и обеспечивает снижение массы на 30% по сравнению с обычной алюминиевой конструкцией. В дополнение к легким конструкциям с помощью моделирования, соответствующего материалу, ноу-хау здесь заключается в основном в новых легких технологиях. С дальнейшим развитием процесса пултрузии CG Rail удалось эффективно производить большие многокамерные профили из углепластика с толщиной стенок до 25 мм, а также различные типы волокон и ориентации волокон в одной детали.
Профили углепластика длиной около 22 м, необходимые для проекта, были созданы по специальной системе в «Инновационном центре железных дорог» (RIC) компании в Дрездене. «В принципе, мы можем производить бесконечно длинные компоненты, ограничение тока до 77 м обусловлено только пространственными условиями», - объясняет Андреас Ульбрихт, который вместе с Sansan Ding является управляющим директором CG Rail GmbH. Ульбрихт отмечает, что специальные устройства для точного соединения и для сборки, соответствующей допускам, больших конструкций кузова из углепластика были разработаны командой CG Rail сами и изготовлены саксонскими компаниями.
Совет: Встреча пользователей облегченной конструкции На встрече пользователей легкой конструкции, которая состоится в Вюрцбурге с 4 по 5 декабря 2018 года, участники смогут узнать больше о легких материалах, конструкциях и производстве. В этом году основное внимание будет уделено оптимизации топологии, аддитивному производству и композиционным материалам.
Дополнительная информация: встреча пользователей для облегченной конструкции
Воспроизводимое и эффективное производство возможно
Новые технологические технологии также используются в каркасе тележки, в котором четыре основных компонента выполнены из углепластика с боковыми и поперечными элементами. Сначала текстильные армирующие конструкции носителя изготавливают с использованием процесса плетения или намотки или их комбинации, а затем пропитывают смолой и отверждают с использованием процесса инжекции (RTM). Процессы высоко автоматизированы и позволяют воспроизводимое и очень эффективное производство. Они также основаны на ноу-хау дрезденского легкого строительства, разработанном Институтом технологии легких конструкций и пластмасс (ILK) в ТУ Дрезден.
Рама тележки CFRP, которая более чем на 40% легче стального эквивалента, способна выдерживать самые высокие нагрузки и отвечает всем требованиям динамики движения. «Рама тележки CFRP была подвергнута настоящему испытанию на выносливость в одном из наших соответствующих партнеров в Дрездене и успешно прошла циклическое испытание с двенадцатью миллионами изменений нагрузки при уровне нагрузки до 60% выше нормальной рабочей нагрузки. Это соответствует продолжительности жизни более 33 лет », - говорит Ульбрихт.
Встреча пользователей облегченной конструкции 2017
Функциональный дизайн для аддитивного производства
Улучшить качество общественного транспорта
Передняя кабина и напольная облицовка также устанавливают новый эталон: благодаря компоненту из углепластика до 90 процентов они также весят примерно на 30% меньше, чем аналогичные металлические версии, а команда CG-Rail занимается такими вопросами, как уменьшение количества деталей путем увеличения количества деталей. Реализована функциональная интеграция. От первых проектов до строительства четырех передних кабин, трех кузовов, пяти тележек и семи панелей под полом потребовалось менее двух лет.
Для CRRC разработка этого нового поколения метрополитена представляет собой эталонный проект, направленный на то, чтобы наладить легковесное строительство с использованием углепластика в железнодорожных технологиях на основе современного авиастроения и, таким образом, улучшить качество местного общественного транспорта в городских районах. Легкий поезд был впервые представлен на выставке Innotrans.