Rechèch etranje nan domèn materyèl konpoze pou transpò tren ap kontinye pou prèske mwatye yon syèk.Malgre ke devlopman rapid nan transpò tren ak gwo vitès tren nan Lachin ak aplikasyon an nan materyèl konpoze domestik nan jaden sa a yo nan swing plen, fib nan ranfòse nan materyèl konpoze lajman ki itilize nan transpò tren etranje se plis fib vè, ki se diferan de sa yo ki an konpoze fib kabòn nan Lachin.Kòm mansyone nan atik sa a, fib kabòn se mwens pase 10% nan materyèl yo konpoze pou kò devlope pa konpayi TPI Composites, ak rès la se fib vè, kidonk li ka balanse pri a pandan y ap asire ki lejè.Itilizasyon masiv nan fib kabòn inevitableman mennen nan difikilte pri, kidonk li ka itilize nan kèk eleman estriktirèl kle tankou bogies.
Pou plis pase 50 ane, Norplex-Micarta, yon moun k'ap fè konpoze thermosetting, te gen yon biznis fiks fè materyèl pou aplikasyon pou transpò tren, tankou tren, sistèm frenaj limyè-ray, ak izolasyon elektrik pou ray elektrik ki wo.Men jodi a, mache konpayi an ap agrandi pi lwen pase yon nich relativman etwat nan plis aplikasyon tankou mi, twati ak planche.
Dustin Davis, direktè devlopman biznis pou Norplex-Micarta, kwè ke tren ak lòt mache transpò an mas pral de pli zan pli bay opòtinite pou konpayi li a, osi byen ke lòt manifaktirè konpoze ak founisè, nan ane kap vini yo.Gen plizyè rezon pou kwasans sa a espere, youn nan yo se adopsyon Ewopeyen an nan estanda dife EN 45545-2, ki entwodui kondisyon pi sevè dife, lafimen ak pwoteksyon gaz (FST) pou transpò mas.Lè l sèvi avèk sistèm résine fenolik, manifaktirè konpoze ka enkòpore pwopriyete ki nesesè pou pwoteksyon dife ak lafimen nan pwodwi yo.
Anplis de sa, operatè otobis, tren ak tren yo ap kòmanse reyalize avantaj ki genyen nan materyèl konpoze nan diminye vibrasyon fè bwi ak kakofoni."Si ou te janm nan tren an epi tande yon plak metal k ap sonnen," Davis te di.Si panèl la fèt ak materyèl konpoze, li pral koupe son an epi fè tren an pi trankil."
Pwa pi lejè nan konpoze an tou fè li atire operatè otobis ki enterese nan diminye itilizasyon gaz ak elaji ranje li yo.Nan yon rapò septanm 2018, konpayi rechèch sou mache Lucintel te prevwa ke mache mondyal la pou konpoze yo itilize nan transpò an mas ak machin tout wout yo ta grandi nan yon pousantaj anyèl 4.6 pousan ant 2018 ak 2023, ak yon valè potansyèl de $ 1 milya pa 2023. Opòtinite yo pral soti nan yon varyete aplikasyon, ki gen ladan eksteryè, enteryè, Hood ak pati propulseur, ak konpozan elektrik.
Kounye a, Norplex-Micarta pwodui nouvo pati ki aktyèlman ap teste sou liy tren limyè nan peyi Etazini.Anplis de sa, konpayi an kontinye konsantre sou sistèm elèktrifikasyon ak materyèl fib kontinyèl ak konbine yo ak pi vit geri sistèm résine."Ou ka diminye depans, ogmante pwodiksyon, epi pote fonksyonalite konplè FST fenolik nan mache," Davis te eksplike.Pandan ke materyèl konpoze yo ka pi chè pase pati metal menm jan an, Davis di pri se pa aplikasyon an detèmine faktè yo ap etidye.
Limyè ak rezistan flanm dife
Amenajman nan flòt operatè tren Ewopeyen Duetsche Bahn nan 66 machin ICE-3 Express se youn nan kapasite materyèl konpoze pou satisfè bezwen espesifik kliyan yo.Sistèm èkondisyone, sistèm amizman pasaje yo ak nouvo chèz te ajoute pwa ki pa nesesè nan machin tren ICE-3 yo.Anplis de sa, planche plywood orijinal la pa satisfè nouvo estanda dife Ewopeyen an.Konpayi an te bezwen yon solisyon planche pou ede diminye pwa ak satisfè estanda pwoteksyon dife.Sol ki lejè konpoze se repons lan.
Saertex, yon manifakti twal konpoze ki baze nan Almay, ofri yon sistèm materyèl LEO® pou planche li yo.Daniel Stumpp, tèt mondyal maketing nan Saertex Group, te di LEO se yon twal kouch, ki pa crimped ki ofri pi wo pwopriyete mekanik ak pi gwo potansyèl lejè pase twal trikote.Sistèm konpoze kat eleman an gen ladan kouch espesyal ki reziste dife, materyèl vèr ranfòse, SAERfoam® (yon materyèl debaz ak pon 3D-fiberglass entegre), ak rezin vinil ester LEO.
SMT (ki baze tou nan Almay), yon manifakti materyèl konpoze, te kreye etaj la atravè yon pwosesis ranpli vakyòm lè l sèvi avèk sache vakyòm Silisyòm ki kapab itilize ankò ki fèt pa Alan Harper, yon konpayi Britanik."Nou sove apeprè 50 pousan nan pwa nan plywood anvan an," Stumpp te di."Sistèm nan LEO baze sou laminated fib kontinyèl ak yon sistèm résine ki pa ranpli ak ekselan pwopriyete mekanik ... . Anplis de sa, konpoze an pa pouri, ki se yon gwo avantaj, espesyalman nan zòn kote li nèj nan sezon fredi ak la. etaj la mouye."Atè a, tapi anlè ak materyèl kawotchou tout satisfè nouvo estanda ignifuge flanm dife yo.
SMT te pwodwi plis pase 32,000 pye kare nan panno, ki te enstale nan apeprè yon tyè nan uit tren ICE-3 yo jiska dat.Pandan pwosesis renovasyon an, yo optimize gwosè chak panèl pou anfòm yon machin patikilye.OEM nan ICE-3 sedan an te tèlman enpresyone ak nouvo planche konpoze ke li te bay lòd pou yon twati konpoze pou ranplase pasyèlman estrikti nan ansyen metal do kay nan machin tren yo.
Ale pi lwen
Proterra, yon designer ki baze nan Kalifòni ak manifakti nan otobis elektrik zewo emisyon, te itilize materyèl konpoze nan tout kò li depi 2009. An 2017, konpayi an te etabli yon rekò nan kondwi 1,100 mil yon sèl-direksyon sou Catalyst ki chaje batri li yo. ®E2 bis.Otobis sa a gen yon kò ki lejè fèt pa manifakti konpoze TPI Composite.
* Dènyèman, TPI te kolabore ak Proterra pou pwodui yon otobis elektrik konpoze tout-an-yon."Nan yon otobis oswa kamyon tipik, gen yon chasi, epi kò a chita sou tèt chasi sa a," eksplike Todd Altman, direktè maketing estratejik nan TPI.Avèk konsepsyon koki difisil bis la, nou entegre chasi a ak kò ansanm, menm jan ak konsepsyon machin tout-an-yon sèl la." Yon estrikti sèl pi efikas pase de estrikti separe nan satisfè kondisyon pèfòmans yo.
Kò a yon sèl-koki Proterra se yon objektif bati, ki fèt nan grate yo dwe yon machin elektrik.Sa a se yon distenksyon enpòtan, Altman te di, paske eksperyans nan anpil constructeur ak otobis elektrik se te eseye limite tantativ adapte konsepsyon tradisyonèl yo pou motè combustion entèn nan machin elektrik."Yo ap pran platfòm ki deja egziste epi yo ap eseye pake anpil pil ke posib. Li pa ofri pi bon solisyon an nan nenpòt ki pwen de vi.""Altman te di.
Anpil otobis elektrik, pa egzanp, gen pil nan dèyè oswa anlè machin nan.Men, pou Proterra, TPI kapab monte batri a anba bis la."Si w ap ajoute yon anpil nan pwa nan estrikti machin nan, ou vle ke pwa yo dwe lejè ke posib, tou de nan yon pwendvi pèfòmans ak nan yon pwendvi sekirite," Altman te di.Li te note ke anpil otobis elektrik ak manifaktirè machin yo kounye a tounen nan tablo desen an pou devlope desen pi efikas ak vize pou machin yo.
TPI te antre nan yon akò senkan ak Proterra pou pwodwi jiska 3,350 karosri otobis konpoze nan enstalasyon TPI nan Iowa ak Rhode Island.
Bezwen personnaliser
Konsepsyon kò otobis Catalyst la mande pou TPI ak Proterra toujou balanse fòs ak feblès tout diferan materyèl pou yo ka satisfè objektif pri yo pandan y ap reyalize pèfòmans optimal.Altman te note ke eksperyans TPI a nan pwodwi gwo lam van ki apeprè 200 pye longè ak peze 25,000 liv fè li relativman fasil pou yo pwodwi karosri otobis 40 pye ki peze ant 6,000 ak 10,000 liv.
TPI kapab jwenn fòs estriktirèl ki nesesè yo lè l sèvi ak fib kabòn oaza epi kenbe li pou ranfòse zòn ki pote pi gwo chay la."Nou itilize fib kabòn kote ou ka fondamantalman achte yon machin," Altman te di.An jeneral, fib kabòn fè mwens pase 10 pousan nan materyèl ranfòse konpoze kò a, ak rès la se vèr.
TPI te chwazi vinyl ester résine pou yon rezon menm jan an."Lè nou gade nan epoksidik yo, yo gwo, men lè ou geri yo, ou dwe ogmante tanperati a, kidonk ou dwe chofe mwazi an. Li se yon depans adisyonèl, "li te kontinye.
Konpayi an sèvi ak vakyòm-asistans résine transfè bòdi (VARTM) pou pwodwi estrikti sandwich konpoze ki bay rèd ki nesesè nan yon sèl koki.Pandan pwosesis fabrikasyon an, kèk ekipman metal (tankou ekipman fil ak plak tapping) yo enkòpore nan kò a.Se otobis la divize an pati anwo ak pi ba, ki fè yo kole ansanm.Travayè yo dwe pita ajoute ti anbelisman konpoze tankou karen, men kantite pati yo se yon fraksyon nan otobis la metal.
Apre yo fin voye kò a fini nan izin pwodiksyon bis Proterra, liy pwodiksyon an ap koule pi vit paske gen mwens travay pou fè."Yo pa oblije fè tout soude, fanm k'ap pile ak fabrikasyon, epi yo gen yon koòdone trè senp pou konekte kò a ak tren kondwi a," Altman te ajoute.Proterra ekonomize tan ak diminye anlè paske mwens espas fabrikasyon obligatwa pou koki monokotik la.
Altman kwè demann pou karosri otobis konpoze yo pral kontinye grandi pandan vil yo vire nan otobis elektrik pou diminye polisyon epi redwi depans yo.Dapre Proterra, machin elektrik batri yo gen pi ba pri sik lavi opere (12 ane) konpare ak dyezèl, gaz natirèl konprese oswa otobis ibrid dyezèl.Sa a ka youn nan rezon ki fè Proterra di lavant otobis elektrik ki mache ak pil kounye a reprezante 10% nan mache transpò total la.
Genyen toujou kèk obstak nan aplikasyon an lajè nan materyèl konpoze nan kò otobis elektrik.Youn nan se espesyalizasyon nan bezwen diferan kliyan otobis yo."Chak otorite transpò piblik renmen jwenn otobis yo nan yon fason diferan - konfigirasyon chèz, ouvèti kale. Se yon gwo defi pou manifaktirè otobis yo, e anpil nan atik konfigirasyon sa yo ka ale nan nou.""Altman te di. "Manifaktirè kò entegre vle gen yon estanda bati, men si chak kliyan vle yon wo degre de personnalisation, li pral difisil pou fè sa." TPI kontinye travay ak Proterra amelyore konsepsyon otobis la pi byen jere. fleksibilite kliyan final yo mande yo.
Eksplore posibilite a
Composites ap kontinye teste si materyèl li yo apwopriye pou nouvo aplikasyon transpò mas.Nan UK a, ELG Carbon Fibre, ki espesyalize nan teknoloji pou resiklaj ak re-itilize fib kabòn, mennen yon konsòsyòm nan konpayi devlope materyèl ki lejè konpoze pou bogies nan machin pasaje yo.Bogie a sipòte kò a nan machin nan, gide wou a epi kenbe estabilite li yo.Yo ede amelyore konfò woulib lè yo absòbe vibrasyon tren yo epi minimize fòs santrifujeur pandan tren an vire.
Youn nan objektif pwojè a se pwodwi bogies ki 50 pousan pi lejè pase bogie metal konparab.Camille Seurat, enjenyè devlopman pwodwi ELG, di: "Si bogie a pi lejè, li pral lakòz mwens domaj nan tren an, epi paske chaj la sou track la pral pi ba, tan antretyen ak depans antretyen yo ka redwi.Objektif adisyonèl yo se diminye fòs wou bò-a-ray pa 40% epi bay siveyans kondisyon pou tout lavi.Rail Safety and Standards Board (RSSB) ki pa gen pwofi nan UK a ap finanse pwojè a ak objektif pou l pwodui yon pwodwi ki solid nan domèn komèsyal.
Yo te fè anpil esè fabrikasyon epi yo te fè yon kantite panno tès lè l sèvi avèk prepregs soti nan peze mouri, konvansyonèl mouye layup, perfusion ak otoklav.Paske pwodiksyon bogies yo ta limite, konpayi an te chwazi epoksidik prepreg ki geri nan otoklav kòm metòd konstriksyon ki pi pri-efikas.
Pwototip bogie plen gwosè a se 8.8 pye longè, 6.7 pye lajè ak 2.8 pye wotè.Li fèt ak yon konbinezon de resikle fib kabòn (kousinen ki pa tise ki bay ELG) ak twal fib kabòn anvan tout koreksyon.Fib yon sèl-fason yo pral itilize pou eleman fòs prensipal la epi yo pral mete yo nan mwazi an lè l sèvi avèk teknoloji robotik.Yo pral chwazi yon epoksidik ki gen bon pwopriyete mekanik, ki pral yon epoksidik ki fèk fòme ki te sètifye EN45545-2 pou itilize sou ray tren.
Kontrèman ak bogies asye, ki soude soti nan travès volan nan de travès bò, bogies konpoze yo pral bati ak tèt diferan ak anba ki Lè sa a, ansanm ansanm.Pou ranplase bogies metal ki deja egziste yo, vèsyon konpoze an pral gen konbine sispansyon ak parantèz koneksyon fren yo ak lòt Pwodwi pou Telefòn nan menm pozisyon an."Pou kounye a, nou te chwazi kenbe ekipman asye yo, men pou plis pwojè, li ta ka enteresan ranplase ekipman asye yo ak ekipman kalite konpoze pou nou ka plis redwi pwa final la," Seurat te di.
Yon manm consortium nan Gwoup Capteur ak Composites nan University of Birmingham ap sipèvize devlopman nan Capteur a, ki pral entegre nan bogie a konpoze nan etap fabrikasyon an."Pifò detèktè yo pral konsantre sou siveyans souch nan pwen disrè sou bogie a, pandan ke lòt moun yo se pou deteksyon tanperati," Seurat te di.Detèktè yo pral pèmèt siveyans an tan reyèl nan estrikti konpoze an, sa ki pèmèt done chaj pou tout lavi yo dwe kolekte.Sa a pral bay enfòmasyon ki gen anpil valè sou chaj pik ak fatig alontèm.
Etid preliminè endike ke bogies konpoze yo ta dwe kapab reyalize rediksyon pwa a vle nan 50%.Ekip pwojè a espere gen yon gwo bogie pare pou tès la nan mitan ane 2019 la.Si pwototip la fè jan yo espere, yo pral pwodwi plis bogies pou teste tram te fè pa Alstom, konpayi transpò tren an.
Dapre Seurat, byenke gen anpil travay toujou pou fè, premye endikasyon yo sijere ke li posib pou konstwi yon bogie konpoze komèsyal ki solid ki ka fè konpetisyon ak bogies metal nan pri ak fòs."Lè sa a, mwen panse ke gen yon anpil nan opsyon ak aplikasyon potansyèl pou konpoze nan endistri a tren," li te ajoute.(Atik reimprime soti nan fib kabòn ak Teknoloji konpoze li yo pa Dr Qian Xin).
Lè poste: Mar-07-2023