全球首輛碳纖維材料地鐵車輛亮相柏林國(guó)際軌道交通技術(shù)展。中車四方股份公司供圖


（從左至右）中車四方股份公司總經(jīng)理馬雙云、德國(guó)技術(shù)專家胡芬巴赫教授、中國(guó)駐德國(guó)大使史明德、中國(guó)中車總裁孫永才、中國(guó)中車副總裁王軍出席發(fā)布會(huì)，并共同按下啟動(dòng)球，為新車揭幕。中車四方股份公司供圖

科技日?qǐng)?bào)柏林9月18日電（記者顧鋼）全球首輛全碳纖維結(jié)構(gòu)的輕量化地鐵車輛在柏林國(guó)際軌道交通技術(shù)展亮相。這項(xiàng)成果由中車四方股份公司與中德軌道交通技術(shù)（德累斯頓）聯(lián)合研發(fā)中心（CG Rail）自主研發(fā)，是中國(guó)中車股份有限公司“下一代地鐵”項(xiàng)目中的重大技術(shù)突破，也充分展現(xiàn)了中德合作在輕量化領(lǐng)域的強(qiáng)勁實(shí)力。

中國(guó)駐德國(guó)大使史明德、中國(guó)中車總裁孫永才、德國(guó)技術(shù)專家胡芬巴赫教授、中國(guó)中車副總裁王軍、中車四方股份公司總經(jīng)理馬雙云出席發(fā)布會(huì)，并共同按下啟動(dòng)球，為新車揭幕。

作為全球最大的軌道交通設(shè)備制造商，中車在“下一代地鐵”項(xiàng)目中，從綠色和節(jié)能的角度出發(fā)，致力于開發(fā)以地鐵為重點(diǎn)的更環(huán)保且性能更卓越的城市公共交通工具。它的問世，將引領(lǐng)地鐵車輛駛?cè)敫泳G色智能的新時(shí)代。相較傳統(tǒng)地鐵，新一代地鐵車輛最大特點(diǎn)是更輕、更節(jié)能。據(jù)中車四方股份公司副總工程師丁參參介紹，新一代地鐵車輛的司機(jī)室、車體、設(shè)備艙及轉(zhuǎn)向架構(gòu)架四大核心部件等均使用碳纖維制造，使車輛實(shí)現(xiàn)大幅“瘦身”。以車體為例，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的使用率達(dá)到了70%。其重量與傳統(tǒng)鋁制車體相比，足足減輕了30%。

位于德累斯頓的中德軌道交通技術(shù)聯(lián)合研發(fā)中心為新車新材料的研發(fā)和設(shè)計(jì)作出了重要貢獻(xiàn)，除了通過模擬仿真尋找與材料特性相匹配的最優(yōu)結(jié)構(gòu)之外，CG Rail更掌握了先進(jìn)、新型的輕量化制造工藝，通過對(duì)拉擠工藝的進(jìn)一步發(fā)展，聯(lián)合研發(fā)中心目前已經(jīng)具備壁厚達(dá)25毫米、大型、多腔碳纖維型材拉擠成型的能力，并且能夠在一個(gè)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(jīng)理烏爾布里希特博士稱，原則上可以生產(chǎn)長(zhǎng)度不受限制的型材，但受工廠場(chǎng)地限制，目前拉擠成型的部件最長(zhǎng)達(dá)77米。

創(chuàng)新的工藝也在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的生產(chǎn)上得到了充分的體現(xiàn)。其中縱梁和橫梁都采用了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。在制備過程中，首先編織或纏繞出梁的增強(qiáng)材料預(yù)成形體，再通過RTM工藝注射樹脂、加熱固化。極高的自動(dòng)化水平使得整個(gè)制備流程具有可重復(fù)性，大大提高了生產(chǎn)效率。與傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)相比，碳纖維轉(zhuǎn)向架構(gòu)架減重達(dá)40%以上，并且能夠承受最高負(fù)載，可以滿足所有行駛動(dòng)力學(xué)的要求。

碳纖維復(fù)合材料使用率高達(dá)90%的司機(jī)室和設(shè)備艙也為輕量化領(lǐng)域樹立了新的標(biāo)桿。和傳統(tǒng)金屬材料相比，設(shè)備艙減重30%，司機(jī)室的“瘦身”更是達(dá)到了30%以上。除此之外，聯(lián)合研發(fā)中心的工程師們還在項(xiàng)目中攻克了諸多技術(shù)難題。比如，通過集成優(yōu)化，在保證各功能完備的前提下，減少了零部件的數(shù)量和種類。到目前為止，CG Rail已申請(qǐng)了16項(xiàng)專利，這無(wú)疑是團(tuán)隊(duì)蘊(yùn)含的巨大創(chuàng)新潛力的最好證明。