全球首輛碳纖維複合材料列車亮相柏林展

全球首輛全碳纖維結構的輕量化列車在柏林國際軌道交通技術展亮相。這項成果由中德軌道交通技術（德累斯頓）聯合研發中心（CG Rail）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。

作為全球最大的軌道交通設備製造商，中車在「下一代地鐵」項目中，從綠色和節能的角度出發，致力於開發以地鐵為重點的更環保且性能更卓越的城市公共交通工具。CG Rail成功完成了項目中司機室、車體、設備艙及轉向架構架四大核心部件的創新研發，為中國軌道交通升級換代奠定了堅實的技術基礎，也為軌道交通車輛輕量化指明了未來發展的方向。

以車體為例，碳纖維增強複合材料的使用率達到了70%。其重量與傳統鋁製車體相比，足足減少了30%。除了通過模擬模擬尋找與材料特性相匹配的最優結構之外，CG Rail更掌握了先進、新型的輕量化製造工藝，通過對拉擠工藝的進一步發展，聯合研發中心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，並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。CG Rail總經理烏爾布里希特博士稱，原則上我們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的體現。其中縱梁和橫樑都採用了碳纖維增強複合材料。在製備過程中，首先編織或纏繞出梁的增強材料預成形體，再通過RTM工藝注射樹脂、加熱固化。極高的自動化水平使得整個製備流程具有可重複性，大大提高了生產效率。與傳統鋼結構相比，碳纖維轉向架構架成功「瘦身」，減重達40%以上，並且能夠承受最高負載，可以滿足所有行駛動力學的要求。

碳纖維複合材料使用率高達90%的司機室和設備艙也為輕量化領域樹立了新的標杆。和傳統金屬材料相比，設備艙減重了30%，司機室的「瘦身」更是達到了30%以上。除此之外，聯合研發中心的工程師們還在項目中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。到目前為止，CG Rail已申請了16項專利，這無疑是團隊蘊含的巨大創新潛力的最好證明。

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