全球首辆碳纤维材料地铁车辆亮相柏林国际轨道交通技术展
【首辆碳纤维复合材料地铁车辆亮相柏林】中车四方公司供图
科技日报柏林9月18日电 （采访人员顾钢）全球首辆全碳纤维结构的轻量化地铁车辆18日在柏林国际轨道交通技术展亮相 。 这项成果由中车四方股份公司与中德轨道交通技术（德累斯顿）联合研发中心（CG Rail）自主研发 ， 是中国中车股份有限公司“下一代地铁”项目中的重大技术突破 ， 也充分展现了中德合作在轻量化领域的强劲实力 。
相较传统地铁 ， 新一代地铁车辆最大特点是更轻、更节能 。 据中车四方股份公司副总工程师丁参参介绍 ， 新一代地铁车辆的司机室、车体、设备舱及转向架构架四大核心部件等均使用碳纤维制造 ， 使车辆实现大幅“瘦身” 。 以车体为例 ， 碳纤维增强复合材料的使用率达到了70% 。 其重量与传统铝制车体相比 ， 足足减轻了30% 。 它的问世 ， 将引领地铁车辆驶入更加绿色智能的新时代 。
CG Rail为新车新材料的研发和设计作出了重要贡献 。 该中心掌握了先进、新型的轻量化制造工艺 ， 通过对拉挤工艺的进一步发展 ， 目前已经具备壁厚达25毫米、大型、多腔碳纤维型材拉挤成型的能力 ， 并且能够在一个部件上高效率地完成多种纤维材料的多轴向排列 。 CG Rail总经理乌尔布里希特博士称 ， 原则上可以生产长度不受限制的型材 ， 但受工厂场地限制 ， 目前拉挤成型的部件最长达77米 。
创新的工艺也在转向架构架的生产上得到了充分体现 。 其中纵梁和横梁都采用了碳纤维增强复合材料 。 极高的自动化水平使得整个制备流程具有可重复性 ， 大大提高了生产效率 。 与传统钢结构相比 ， 碳纤维转向架构架减重达40%以上 ， 并且能够承受最高负载 ， 可以满足所有行驶动力学的要求 。
碳纤维复合材料使用率高达90%的司机室和设备舱也为轻量化领域树立了新的标杆 。 和传统金属材料相比 ， 设备舱减重30% ， 司机室“瘦身”更是达到30%以上 。 除此之外 ， 工程师们还攻克了诸多技术难题 ， 比如 ， 通过集成优化 ， 在保证各功能完备的前提下 ， 减少了零部件的数量和种类 。 目前CG Rail已申请了16项专利 。
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