Тадкикоти хоричй дар сохаи масолехи композитй барои транзити рохи охан кариб ним аср боз давом дорад.Гарчанде ки рушди босуръати транзити роҳи оҳан ва роҳи оҳани баландсуръат дар Чин ва татбиқи маводи таркибии ватанӣ дар ин соҳа босуръат идома дорад, нахи арматураи маводи таркибӣ, ки дар транзити роҳи оҳани хориҷӣ ба таври васеъ истифода мешавад, нахи шишагӣ бештар аст, ки аз он фарқ мекунад. ки аз композитхои нахи карбон дар Хитой.Тавре ки дар ин мақола зикр гардид, нахи карбон камтар аз 10% маводи таркибӣ барои баданро ташкил медиҳад, ки аз ҷониби ширкати TPI Composites таҳия шудааст ва боқимондааш нахи шиша аст, бинобар ин он метавонад хароҷотро ҳангоми таъмини вазни сабук мувозинат кунад.Истифодаи оммавии нахи карбон ногузир ба мушкилоти хароҷот оварда мерасонад, аз ин рӯ он метавонад дар баъзе ҷузъҳои асосии сохторӣ, ба монанди богиҳо истифода шавад.
Дар тӯли зиёда аз 50 сол, Norplex-Micarta, истеҳсолкунандаи композитҳои гармидиҳанда, тиҷорати устувори истеҳсоли маводҳо барои транзити роҳи оҳан, аз ҷумла қатораҳо, системаҳои тормози сабук ва изолятсияи барқӣ барои рельсҳои барқии баланд дорад.Аммо имрӯз, бозори ширкат берун аз як чароғҳои нисбатан танг ба барномаҳои бештар ба монанди деворҳо, сақфҳо ва фаршҳо васеъ мешавад.
Дастин Дэвис, директори рушди тиҷорати Norplex-Micarta, боварӣ дорад, ки бозорҳои роҳи оҳан ва дигар нақлиёти оммавӣ барои ширкати ӯ, инчунин дигар истеҳсолкунандагон ва таъминкунандагони композитсияҳо дар солҳои оянда бештар имконият фароҳам меоранд.Якчанд сабабҳои ин афзоиши интизорӣ мавҷуданд, ки яке аз онҳо қабули аврупоии стандарти оташнишонии EN 45545-2 мебошад, ки талаботҳои сахттар аз сӯхтор, дуд ва газро (FST) барои нақлиёти оммавӣ ҷорӣ мекунад.Бо истифода аз системаҳои қатронҳои фенолӣ, истеҳсолкунандагони таркиб метавонанд ба маҳсулоти худ хосиятҳои зарурии муҳофизати оташ ва дудро дохил кунанд.
Илова бар ин, операторони автобусҳо, метро ва қатораҳо бартариятҳои маводи композитиро дар коҳиш додани ларзиш ва какофония дарк мекунанд."Агар шумо ягон бор дар метро будам ва садои табақи металлиро шунидаед" гуфт Дэвис.Агар панел аз маводи композитӣ сохта шавад, он садоро хомӯш мекунад ва қаторро оромтар мекунад."
Вазни сабуктари композит инчунин онро барои операторони автобусҳо, ки ба кам кардани истеъмоли сӯзишворӣ ва васеъ кардани доираи он манфиатдоранд, ҷолиб мегардонад.Дар як гузориши моҳи сентябри соли 2018, ширкати таҳқиқотии бозорӣ Lucintel пешгӯӣ кард, ки бозори ҷаҳонии композитҳо, ки дар ҳамлу нақли оммавӣ ва мошинҳои берун аз роҳ истифода мешаванд, бо суръати солонаи 4,6% дар байни солҳои 2018 ва 2023 афзоиш хоҳад ёфт ва арзиши эҳтимолӣ то соли 2023 1 миллиард долларро ташкил медиҳад. Имкониятҳо аз барномаҳои гуногун, аз ҷумла қисмҳои берунӣ, дохилӣ, капот ва қувваи барқ ва ҷузъҳои электрикӣ пайдо мешаванд.
Norplex-Micarta ҳоло қисмҳои нав истеҳсол мекунад, ки ҳоло дар хатҳои роҳи оҳани сабук дар Иёлоти Муттаҳида озмуда мешаванд.Илова бар ин, ширкат диққати худро ба системаҳои барқсозӣ бо маводи нахи пайваста идома медиҳад ва онҳоро бо системаҳои тезтар муолиҷашавандаи қатрон муттаҳид мекунад."Шумо метавонед хароҷотро кам кунед, истеҳсолотро зиёд кунед ва функсияи пурраи фенолии FST-ро ба бозор оваред" гуфт Дэвис.Дар ҳоле ки маводи таркибӣ метавонад нисбат ба қисмҳои металлии шабеҳ гаронтар бошад, Дэвис мегӯяд, ки арзиш омили муайянкунандаи барнома нест, ки онҳо меомӯзанд.
Сабук ва тобовар аз оташ
Таҷдиди парки оператори роҳи оҳани аврупоии Duetsche Bahn аз 66 вагонҳои ICE-3 Express яке аз қобилиятҳои маводи композитӣ барои қонеъ кардани ниёзҳои мушаххаси муштариён мебошад.Системаи кондитсионер, системаи фароғатии мусофирон ва курсиҳои нав ба вагонҳои оҳании ICE-3 вазни нолозимро илова карданд.Илова бар ин, фарши аслии фанер ба стандартҳои нави аврупоӣ оид ба сӯхтор мувофиқат намекард.Ба ширкат як ҳалли фарш лозим буд, ки барои кам кардани вазн ва мувофиқат ба стандартҳои муҳофизат аз сӯхтор кӯмак кунад.Фарши таркибии сабуки ҷавоб аст.
Saertex, як истеҳсолкунандаи матоъҳои таркибӣ дар Олмон, системаи маводи LEO®-ро барои фарши худ пешниҳод мекунад.Дэниел Стумп, роҳбари ҷаҳонии маркетинг дар Saertex Group, гуфт, LEO матоъи қабати қаҳваранг аст, ки нисбат ба матоъҳои бофташуда хосиятҳои баландтари механикӣ ва потенсиали бештари сабукро пешниҳод мекунад.Системаи таркибии чоркомпозитсия дорои рӯйпӯшҳои махсуси ба оташ тобовар, маводи тақвиятёфтаи нахи шишагӣ, SAERfoam® (маводи аслӣ бо пулҳои ҳамгирошудаи 3D-нахи шишагӣ) ва қатронҳои эфири винилӣ LEO мебошад.
SMT (инчунин дар Олмон), як истеҳсолкунандаи маводи таркибӣ, фаршро тавассути раванди пур кардани вакуум бо истифода аз халтаҳои вакууми кремнийи такрорӣ аз ҷониби Алан Ҳарпер, як ширкати бритониёӣ сохтааст."Мо тақрибан 50 фоизи вазнро аз фанери пешина сарфа кардем" гуфт Штумп."Системаи LEO ба ламинатҳои пайвастаи нахи дорои системаи қатрони пурнашуда бо хосиятҳои хуби механикӣ асос ёфтааст... . Илова бар ин, композитсия пӯсида намешавад, ки ин бартарии калон аст, махсусан дар минтақаҳое, ки дар зимистон барф меборад ва фарш тар аст».Фарш, қолинҳои болоӣ ва маводи резинӣ ҳама ба стандартҳои нави тобовар аз оташ ҷавоб медиҳанд.
SMT зиёда аз 32,000 метри мураббаъ панелҳо истеҳсол кард, ки то имрӯз тақрибан дар сеяки ҳашт қатори ICE-3 насб карда шудаанд.Дар ҷараёни таъмир, андозаи ҳар як панел барои мувофиқ кардани мошини мушаххас оптимизатсия карда мешавад.OEM-и седан ICE-3 аз фарши нави таркибӣ чунон мутаассир шуд, ки он боми таркибро фармоиш додааст, то сохтори кӯҳнаи боми металлиро дар вагонҳои роҳи оҳан қисман иваз кунад.
Ба дуртар равед
Proterra, як тарроҳи Калифорния ва истеҳсолкунандаи автобусҳои барқии бепартов, аз соли 2009 дар тамоми баданаш маводи таркибро истифода мебарад. Дар соли 2017, ширкат бо рондани 1100 мил яктарафа бо катализатори батареяи худ рекорд гузошт. автобус ®E2.Ин автобус бадани сабуке дорад, ки аз ҷониби истеҳсолкунандаи композитии TPI Composite сохта шудааст.
* Ба наздикӣ, TPI бо Proterra ҳамкорӣ кард, то як автобуси электрикии ҳамгирошудаи ҳама дар як истеҳсол кунад.Тодд Олтман, директори маркетинги стратегии TPI: "Дар як автобус ё мошини маъмулӣ шасси мавҷуд аст ва бадан дар болои он шасси нишастааст".Бо тарҳи қабати сахти автобус, мо шасси ва баданро ба ҳам муттаҳид кардем, ки ба тарҳи як мошини якхела монанд аст." Сохтори ягона нисбат ба ду сохтори алоҳида барои қонеъ кардани талаботи иҷроиш самараноктар аст.
Корпуси якпаҳлӯи Proterra ҳадафманд сохта шудааст, ки аз сифр тарҳрезӣ шудааст, то як мошини барқӣ бошад.Ин як фарқияти муҳим аст, гуфт Олтман, зеро таҷрибаи бисёре аз мошинсозон ва истеҳсолкунандагони автобусҳои электрикӣ кӯшишҳои маҳдуди мутобиқ кардани тарҳҳои анъанавии муҳаррикҳои дарунсӯзиро ба мошинҳои барқӣ буд."Онҳо платформаҳои мавҷударо мегиранд ва кӯшиш мекунанд, ки ҳарчи бештари батареяҳоро бастабандӣ кунанд. Он аз ҳама нуқтаи назар ҳалли беҳтаринро пешниҳод намекунад.""гуфт Олтман.
Масалан, бисёр автобусҳои электрикӣ дар қафо ё болои мошин батареяҳо доранд.Аммо барои Proterra, TPI қодир аст батареяро дар зери автобус насб кунад."Агар шумо ба сохтори мошин вазни зиёд илова кунед, шумо мехоҳед, ки ин вазн ҳам аз нуқтаи назари кор ва ҳам аз нуқтаи назари бехатарӣ то ҳадди имкон сабук бошад" гуфт Олтман.Вай қайд кард, ки бисёре аз истеҳсолкунандагони автобусҳои электрикӣ ва мошинҳо ҳоло ба тахтаи рассомӣ бармегарданд, то тарҳҳои бештар муассир ва мақсаднокро барои мошинҳои худ таҳия кунанд.
TPI бо Proterra шартномаи панҷсола баст, ки дар иншооти TPI дар Айова ва Род Айленд то 3350 кузови автобус истеҳсол мекунад.
Мутобиқ кардан лозим аст
Тарҳрезии корпуси автобуси Catalyst талаб мекунад, ки TPI ва Proterra пайваста ҷиҳатҳои қавӣ ва заъфи ҳама маводҳои гуногунро мувозинат кунанд, то онҳо тавонанд ба ҳадафҳои хароҷот ҳангоми ноил шудан ба иҷрои беҳтарин ноил шаванд.Олтман қайд кард, ки таҷрибаи TPI дар истеҳсоли чархҳои шамоли калон, ки тақрибан 200 фут дарозӣ доранд ва 25,000 фунт вазн доранд, барои онҳо истеҳсоли кузовҳои автобусҳои 40-футӣ, ки аз 6,000 то 10,000 фунт вазн доранд, нисбатан осон мекунад.
TPI қодир аст, ки қувваи зарурии сохториро тавассути интихоби интихобӣ истифода бурдани нахи карбон ва нигоҳ доштани он барои мустаҳкам кардани минтақаҳое, ки бори бештарро ба ӯҳда доранд, ба даст орад."Мо нахи карбонро истифода мебарем, ки дар он шумо асосан мошин харед" гуфт Олтман.Дар маҷмӯъ, нахи карбон камтар аз 10 фоизи маводи мустаҳкамкунандаи баданро ташкил медиҳад, боқимонда нахи шишагӣ мебошад.
TPI бо ҳамин сабаб қатрони эфири винилро интихоб кард."Вақте мо ба эпоксидҳо назар мекунем, онҳо бузурганд, аммо вақте ки шумо онҳоро табобат мекунед, шумо бояд ҳароратро баланд кунед, то қолабро гарм кунед. Ин як хароҷоти иловагӣ аст "гуфт ӯ.
Ширкат барои истеҳсоли сохторҳои таркибии сэндвич, ки сахтии заруриро ба як қабати ягона таъмин мекунанд, қолаби интиқоли қатрони вакуумро (VARTM) истифода мебарад.Дар ҷараёни истеҳсол, баъзе арматураҳои металлӣ (ба монанди арматураҳои ришта ва плитаҳои ламскунӣ) ба бадан дохил карда мешаванд.Автобус ба қисмҳои болоӣ ва поёнӣ тақсим карда мешавад, ки баъдтар ба ҳам часпонида мешаванд.Коргарон бояд дертар ороишҳои хурди таркибӣ, ба монанди ярмаркаҳо илова кунанд, аммо шумораи қисмҳо як қисми автобуси металлӣ аст.
Пас аз фиристодани корпуси тайёр ба корхонаи истеҳсоли автобусҳои Proterra, хатти истеҳсолӣ тезтар ҷараён мегирад, зеро кор камтар аст."Онҳо лозим нест, ки тамоми кафшер, суфтакунӣ ва истеҳсолро анҷом диҳанд ва онҳо интерфейси хеле содда барои пайваст кардани бадан ба гардонанда доранд" илова кард Олтман.Proterra вақтро сарфа мекунад ва хароҷоти изофиро кам мекунад, зеро барои қабати монокотикӣ фазои камтари истеҳсолӣ лозим аст.
Олтман боварӣ дорад, ки талабот ба бачаҳои композитсионӣ афзоиш хоҳад ёфт, зеро шаҳрҳо барои коҳиш додани ифлосшавӣ ва кам кардани хароҷот ба автобусҳои электрикӣ рӯ меоранд.Тибқи маълумоти Proterra, мошинҳои барқии аккумуляторӣ дар муқоиса бо автобусҳои дизелӣ, гази фишурдашуда ё дизелии гибридии дизелӣ арзиши камтарини давраи ҳаётро доранд (12 сол).Ин метавонад яке аз сабабҳои он бошад, ки Proterra мегӯяд, ки фурӯши автобусҳои электрикӣ ҳоло 10% бозори умумии нақлиётро ташкил медиҳад.
Дар кузови автобусхои электрикй дар рохи васеъ чорй намудани материалхои композитй хануз баъзе монеахо мавчуданд.Яке аз онҳо махсусгардонии ниёзҳои муштариёни автобусҳои гуногун мебошад."Ҳар як мақомоти транзитӣ дӯст медорад, ки автобусҳоро бо тарзҳои дигар - конфигуратсияи курсӣ, кушодани люкҳо дастрас кунанд. Ин барои истеҳсолкунандагони автобусҳо як мушкили бузург аст ва бисёре аз ин конфигуратсияҳо метавонанд ба мо муроҷиат кунанд.""Олтман гуфт. "Истеҳсолкунандагони интегралии бадан мехоҳанд, ки сохтани стандартӣ дошта бошанд, аммо агар ҳар як муштарӣ мехоҳад дараҷаи баланди мутобиқсозӣ дошта бошад, ин корро кардан душвор хоҳад буд." TPI кор бо Proterra-ро барои такмил додани тарҳи автобус барои беҳтар идора кардан идома медиҳад. чандирии аз ҷониби муштариёни ниҳоӣ талаб карда мешавад.
Имкониятро омӯзед
Композитҳо санҷишро идома медиҳанд, ки оё маводҳои он барои барномаҳои нави ҳамлу нақли омма мувофиқанд.Дар Британияи Кабир, ELG Carbon Fibre, ки ба технологияи коркард ва истифодаи дубораи нахи карбон тахассус дорад, ба консорсиуми ширкатҳое роҳбарӣ мекунад, ки маводҳои композитии сабукро барои мошинҳои сабукрав таҳия мекунанд.Ароба кузови мошинро дастгирӣ мекунад, чархи чархро роҳнамоӣ мекунад ва устувории онро нигоҳ медорад.Онҳо тавассути азхудкунии ларзишҳои роҳи оҳан ва кам кардани қувваи марказгурез ҳангоми гардиши қатор барои беҳтар кардани бароҳатии савор кӯмак мекунанд.
Яке аз ҳадафҳои лоиҳа истеҳсоли аробаҳое мебошад, ки нисбат ба аробаҳои металлии муқоисашаванда 50 фоиз сабуктаранд.Камил Сеурат, муҳандиси таҳияи маҳсулоти ELG мегӯяд: "Агар ароба сабуктар бошад, он ба роҳ осеби камтар мерасонад ва азбаски сарборӣ дар роҳ камтар мешавад, вақти нигоҳдорӣ ва хароҷоти нигоҳдорӣ метавонад кам карда шавад".Ҳадафҳои иловагӣ 40% кам кардани қувваҳои чархи паҳлӯ ба рельс ва таъмини мониторинги ҳолати якумрӣ мебошанд.Шӯрои ғайритиҷоратии бехатарӣ ва стандартҳои роҳи оҳани Британияи Кабир (RSSB) лоиҳаро бо мақсади истеҳсоли маҳсулоти аз ҷиҳати тиҷорат қобили қабул маблағгузорӣ мекунад.
Озмоишҳои васеъи истеҳсолӣ гузаронида шуданд ва як қатор панелҳои санҷишӣ бо истифода аз препрегҳо аз пресскунӣ, қабати муқаррарии тар, перфузия ва автоклав сохта шуданд.Азбаски истеҳсоли мошинҳои боркаш маҳдуд хоҳад буд, ширкат ҳамчун усули камхарҷтарин барои сохтмон эпокси препрегро дар автоклавҳо интихоб кард.
Прототипи пурраи боги андозаи 8,8 фут дарозӣ, 6,7 фут паҳнӣ ва 2,8 фут баланд аст.Он аз омезиши нахи карбон аз нав коркардшуда (пастҳои бофташуда аз ҷониби ELG таъмин карда шудааст) ва матои нахи карбон хом сохта шудааст.Нахҳои яктарафа барои элементи асосии мустаҳкам истифода мешаванд ва бо истифода аз технологияи роботӣ дар қолаб ҷойгир карда мешаванд.Эпокси бо хосиятҳои хуби механикӣ интихоб карда мешавад, ки он эпоксиди навтаъсисшудаи аз оташ тобовар аст, ки барои истифода дар роҳи оҳан EN45545-2 сертификатсия шудааст.
Баръакси богиҳои пӯлодӣ, ки аз чӯбҳои роҳбарӣ ба ду чӯби паҳлӯ кафшер карда мешаванд, богиҳои таркибӣ бо болоҳо ва поёнҳои гуногун сохта мешаванд, ки баъд ба ҳам пайваст мешаванд.Барои иваз кардани вагонҳои мавҷудаи металлӣ, версияи таркибӣ бояд кронштейнҳои таваққуф ва тормоз ва дигар лавозимотро дар як мавқеъ муттаҳид кунад."Дар ҳоли ҳозир, мо нигоҳ доштани арматураҳои пӯлодиро интихоб кардем, аммо барои лоиҳаҳои минбаъда иваз кардани арматураҳои пӯлод бо арматураҳои навъи таркибӣ ҷолиб аст, то ки мо вазни ниҳоиро минбаъд кам кунем" гуфт Сеурат.
Як узви консорсиуми гурӯҳи сенсорҳо ва композитҳо дар Донишгоҳи Бирмингем таҳияи сенсорро назорат мекунад, ки дар марҳилаи истеҳсол ба боги композитӣ ворид карда мешавад."Аксари сенсорҳо ба мониторинги шиддат дар нуқтаҳои дискретии ароба тамаркуз хоҳанд кард, дар ҳоле ки дигарон барои ҳисси ҳароратанд" гуфт Сеурат.Сенсорҳо имкон медиҳанд, ки дар вақти воқеии сохтори таркибӣ назорат карда шаванд ва имкон медиҳанд, ки маълумот дар тӯли умр ҷамъоварӣ карда шавад.Ин маълумоти арзишмандро дар бораи сарбории баланд ва хастагии дарозмуддат таъмин мекунад.
Таҳқиқоти пешакӣ нишон медиҳанд, ки богиҳои таркибӣ бояд ба коҳиши вазнҳои дилхоҳи 50% ноил шаванд.Гурӯҳи лоиҳа умедвор аст, ки то нимаи соли 2019 як мошини калон барои озмоиш омода бошад.Агар прототип мувофиқи интизорӣ кор кунад, онҳо барои озмоиши трамвайҳои аз ҷониби ширкати нақлиёти роҳи оҳани Alstom истеҳсолшуда бештар аробаҳо истеҳсол мекунанд.
Ба гуфтаи Сеурат, гарчанде ки бояд корҳои зиёде анҷом дода шаванд, нишондодҳои аввалия ба он шаҳодат медиҳанд, ки як мошини композитии аз ҷиҳати тиҷорат қобили истифода сохтан мумкин аст, ки метавонад бо мошинҳои металлӣ аз ҷиҳати арзиш ва қувва рақобат кунад."Пас, ман фикр мекунам, ки дар соҳаи роҳи оҳан имконоти зиёде ва барномаҳои эҳтимолӣ барои композитҳо мавҷуданд" илова кард ӯ.(Мақола аз нахи карбон ва технологияи таркибии он аз ҷониби доктор Цян Син бознашр шудааст).
Вақти фиристодан: 07-07-2023