Do những ưu điểm rõ ràng về trọng lượng nhẹ, sản phẩm sợi carbon đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhẹ. Ngày nay, có nhiều trường hợp ứng dụng trong vận chuyển đường sắt và Boshi cũng đã sản xuất nhiều linh kiện cho tàu cao tốc. Bài viết này theo chân người biên tập xem những bộ phận nào của tàu cao tốc có thể được sử dụng vật liệu sợi carbon để sản xuất và chế tạo.
1. Sử dụng trên mui xe phía trước
Mui xe phía trước đầu máy truyền thống được làm bằng vật liệu composite gốc nhựa sợi thủy tinh với độ dày trung bình khoảng 8 mm, trong khi vật liệu composite sợi carbon được chế tạo bằng cách cán mỏng prepreg sợi carbon với độ dày lớp chỉ 2 mm. Để nâng cao hiệu suất cách nhiệt và cách âm của vật liệu, vật liệu bánh sandwich xốp sợi carbon có thể được sử dụng để sản xuất. Lớp da bên trong và bên ngoài được làm bằng ván sợi carbon. Một lớp xốp 2 mm được thêm vào bên trong. Độ bền của nó cao hơn vật liệu truyền thống nhưng chất lượng chỉ bằng 2/3 so với vật liệu truyền thống, có thể đóng vai trò nhất định trong việc giảm mức tiêu thụ năng lượng khi vận hành đầu máy.
Do đầu máy hoạt động quanh năm nên yêu cầu về tuổi thọ của đầu máy rất cao, thường là khoảng 30 năm. Đồng thời, cũng có yêu cầu cao về khả năng chống chịu thời tiết và chống ăn mòn của vật liệu. Vật liệu composite sợi carbon có thành phần hóa học rất ổn định và khả năng chống ăn mòn mạnh. Trong môi trường axit, kiềm và muối, chúng có thể duy trì hiệu suất tuyệt vời trong khi vẫn duy trì thời gian làm việc lâu dài. Ngoài ra, do vật liệu sợi carbon có độ cứng và nhẹ cao nên luồng không khí tốc độ cao sẽ không có bất kỳ tác động nào đến chúng khi đầu máy xe lửa vận hành ở tốc độ cao.
2. Ứng dụng vật liệu composite sợi carbon trong thân xe
Mái nhà truyền thống được làm bằng thép định hình nguội với tiết diện lớn. Ở không gian phía trên của xe thường bố trí nhiều thiết bị như điều hòa, ắc quy lớn. Nếu độ cứng của chúng không đủ, không chỉ xảy ra rung động mà còn có khả năng xảy ra hư hỏng kết cấu và không thể đảm bảo an toàn khi lái xe. Ngoài ra, vật liệu mái cũng có yêu cầu cao về khả năng chống ăn mòn. Vì mái nhà thường xuyên tiếp xúc với nước mưa nên nếu khả năng chống ăn mòn của vật liệu làm mái không mạnh sẽ dễ gây thủng kết cấu vật liệu, không chỉ ảnh hưởng đến độ kín khít của xe mà còn dẫn đến nước mưa rò rỉ vào bên trong. cabin. Hiện nay, việc ứng dụng vật liệu composite sợi carbon vào thân xe chủ yếu tập trung vào kết cấu phía trên của xe, có thể cải thiện hiệu quả tình trạng trên.
Sử dụng nhiều vật liệu hình chữ I bằng sợi carbon có cùng tiết diện để làm dầm dọc chịu lực, nhằm nâng cao hiệu quả độ bền của từng mối nối tiết diện, có thể bố trí một số sợi ngang tại mối nối tiết diện. Điều này có thể đảm bảo rằng tính năng của mái về cơ bản giống như mái thép truyền thống, nhưng độ cứng của nó cao hơn nhiều so với mái làm bằng vật liệu truyền thống. Độ ổn định trong quá trình lái trở nên mạnh mẽ hơn, trong khi trọng lượng chỉ bằng khoảng một nửa so với mái che truyền thống, giúp giảm trọng lượng tổng thể của đầu máy một cách hiệu quả và giảm mức tiêu thụ năng lượng khi vận hành đầu máy. Để kiểm tra độ cứng của mái, các nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm thử tải trọng treo và kết quả cho thấy dưới tải trọng 4 tấn của mái, độ võng của mái chỉ khoảng 2 mm, đáp ứng đầy đủ yêu cầu về độ cứng của mái. Ngoài ra, do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời của vật liệu composite sợi carbon, chúng có thể duy trì các đặc tính vật liệu ban đầu ngay cả khi trời mưa kéo dài, cải thiện hiệu quả độ tin cậy khi sử dụng phương tiện.
3. Sử dụng trên các bộ phận chịu lực bên trong xe
Không gian bên trong của phương tiện giao thông đường sắt chứa nhiều bộ phận chịu lực như tay nắm cửa sổ, giá đỡ bảng viết, tay nắm cửa, thanh dẫn cửa trượt, v.v. Các bộ phận chịu lực này trước đây hầu hết được làm bằng vật liệu kim loại, không chỉ có chức năng chất lượng cao nhưng cũng bị hao mòn trong quá trình sử dụng. Nó không chỉ ảnh hưởng đến ngoại hình mà còn có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ sử dụng.
Bằng cách sử dụng vật liệu composite sợi carbon thay vì vật liệu kim loại truyền thống để tạo ra nhiều kiểu bộ phận chịu lực khác nhau, chúng ta có thể thiết kế bên trong các bộ phận chịu lực này ở dạng rỗng, có thể giảm trọng lượng đáng kể. Hơn nữa, do có độ bền cao hơn kim loại nên kết cấu thiết kế rỗng sẽ không ảnh hưởng đến hoạt động của các bộ phận chịu lực này. Do khả năng chống ăn mòn mạnh hơn, nó có thể duy trì vẻ ngoài tương đối tốt sau khi sử dụng lâu dài, cải thiện hiệu quả tuổi thọ và hình thức của các bộ phận chịu tải này. Các hoa văn độc đáo trên bề mặt sản phẩm composite sợi carbon có tính thẩm mỹ cao, một số bộ phận trang trí bên trong cabin cũng có thể được thay thế bằng vật liệu composite sợi carbon, điều này không chỉ đạt hiệu quả thẩm mỹ mà còn làm giảm chất lượng tổng thể của xe.
Với việc ứng dụng liên tục các sản phẩm sợi carbon hiệu suất cao, các sản phẩm sợi carbon ngày càng có thể được nhìn thấy trong nhiều ngành công nghiệp. Nếu bạn có nhu cầu tùy chỉnh cho các sản phẩm sợi carbon, bạn có thể tham khảo ý kiến của đội ngũ kỹ thuật hoặc bán hàng của chúng tôi và chúng tôi có thể cung cấp bản vẽ và mẫu để xử lý.