碳纖維復(fù)合材料是一種高強(qiáng)度低重量的先進(jìn)復(fù)合材料，其強(qiáng)度和耐蠕變性都比鋼材好，其以零部件形式在高鐵、地鐵等軌道車輛中使用時(shí)，不僅能對降低車體自重有所貢獻(xiàn)，更能有效提升機(jī)車的承載能力和服務(wù)質(zhì)量，尤其適用于高頻率、高載荷、長距離車輛工作環(huán)境，對減少能耗和延長使用壽命方面有著特殊的意義。

   隨著碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，其在軌道車輛中的應(yīng)用形式也在不斷增多。而熱塑性碳纖維復(fù)合材料的出現(xiàn)，將為軌道車輛的提質(zhì)升級提供更多的發(fā)展機(jī)遇。

   高鐵車輛與碳纖維復(fù)合材料

   熱固性碳纖維軌道車輛零部件：

   傳統(tǒng)的軌道車輛內(nèi)壁墻板是采用超薄型玻璃鋼板制作而成的，但是這種墻板的剛度不夠，一般會(huì)采用鋁合金加強(qiáng)材料作為墻板的龍骨，在剛度達(dá)標(biāo)的同時(shí)卻也大大增加了墻板的重量，給軌道車輛的長期運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了負(fù)面影響。而同等厚度的碳纖維復(fù)合材料墻板不僅可以輕松滿足強(qiáng)度方面的要求，更以簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了更輕的質(zhì)量。

   就目前情況看，碳纖維復(fù)合材料在高鐵車輛中的應(yīng)用比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在地鐵車輛中的應(yīng)用比例。由于制作工藝比較復(fù)雜，出于成本方面的考慮，現(xiàn)實(shí)中的高鐵座椅只在局部零部件中會(huì)使用碳纖維復(fù)合材料，但是僅僅是這些零部件也能夠顯著提升座椅的剛性和穩(wěn)定性，增加座椅的使用壽命。

   與此同時(shí)，碳纖維復(fù)合材料在司機(jī)駕駛室中的應(yīng)用也在不斷增多。從司機(jī)駕駛臺面板到駕駛室整體內(nèi)飾結(jié)構(gòu)部分，碳纖維復(fù)合材料在逐步取代傳統(tǒng)金屬材料。這些部件過去大部分是由金屬做成的，不僅自重大，且在使用的過程中容易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，影響使用壽命和美觀度。采用碳纖維復(fù)合材料制作這些部件后，重量會(huì)大幅度地減少，力學(xué)表現(xiàn)更好。例如，無錫智上新材為某型號高鐵車輛量身定制的一款司機(jī)駕駛室臺面板，與之前的金屬臺面板相比重量減輕了45%，強(qiáng)度提升了25%，其耐腐蝕性更強(qiáng)，在長時(shí)間的使用后仍能保持良好的性能與外觀。

   高鐵駕駛室臺面板

   熱塑性碳纖維軌道車輛零部件：

   目前國內(nèi)的碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備技術(shù)基本停留在粉末或短切碳纖維增強(qiáng)階段，連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的制備僅限于一些低性能熱塑性樹脂基體，并不能很好地發(fā)揮出碳纖維與高性能熱塑性樹脂的雙向優(yōu)勢。

   為了進(jìn)一步打破國際技術(shù)壁壘，充分滿足國內(nèi)軌道車輛產(chǎn)業(yè)對高性能熱塑性碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品的巨大需求，無錫智上新材重點(diǎn)圍繞連續(xù)碳纖維絲束與高性能熱塑性樹脂之間的浸潤問題，對連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸帶的制備技術(shù)進(jìn)行了生產(chǎn)設(shè)備方面的創(chuàng)新性探索，突破了連續(xù)碳纖維與高性能熱塑性樹脂熔融浸漬的設(shè)備局限，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)碳纖維增強(qiáng)PPS、PA6、PES等復(fù)合材料單向預(yù)浸帶/編織產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，成為軌道交通等領(lǐng)域用熱塑性碳纖維復(fù)合材料零部件的高效化制造和新型應(yīng)用的典型代表。

   連續(xù)碳纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料

   這項(xiàng)有關(guān)碳纖維復(fù)合材料的自主創(chuàng)新性技術(shù)將有力推進(jìn)我國軌道交通產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，并將繼續(xù)輻射航空航天、醫(yī)療、新能源、高端裝備和精密電子等其它行業(yè)。

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