科思創熱塑性復合材料在未來超級高鐵的應用暢想
自從1964年輛“子彈頭列車”疾馳穿越日本,很多都在著手安裝和改良自己的高鐵(HSR)項目。目前,有一些初創企業正在競相實現一種全新形式的高速運輸:“超級高鐵”。
超級高鐵可以帶來若干優勢。在燃油價格飛漲的今天,超級高鐵提供了一種替代汽車或飛機旅行的廉價選擇。由于所需動力大幅減少,超級高鐵還可能成為一種環境上可持續發展的旅行方式。有一種車艙模型甚至還在艙頂安裝了太陽能板。
超級高鐵將高速飛機旅行的想法和火車一樣的外觀和革命性的推進技術融為一體。因此,這種混合技術——并不只是簡單地將部件組合在一起,理所當然也要依賴混合材料。復合材料為未來的列車提供了一種價格實惠、可量產且可持續的解決方案。
用于HSR系統的創新型復合材料
讓我們再回到超級高鐵。對于客艙的內飾,迫切需要尋找新一代的材料,讓列車變得更輕、更堅硬、更節能也更具有可持續性。而且減少車艙體積、重量和能耗的材料和技術都需要實現大規模生產。目前,諸如鋁和片狀模塑料(SMC)等材料已用于鐵路的多種應用。但是,這些材料在減輕重量和厚度方面都存在局限性。例如,在某些列車內飾應用方面,雖然SMC與鋁相比是更輕的材料,但在生產周期、量產成本以及揮發性有機化合物(VOC)排放方面存在一定程度的局限性。
為了突破這些限制,一些行業參與者和生產商正在尋找新的解決辦法,如連續纖維增強熱塑性復合材料。這些解決方案展示出了超越傳統金屬、塑料材料性能的非凡潛力,同時提供吸引人的美感和設計靈活性,特別是可量產的生產工藝。
“對于大批量的需求,我們的客戶需要一種加工效率高、周期短的產品。Maezio可以做到這一點,同時還帶來比鎂合金、熱固性塑料和注塑工藝塑料更優的顯著收益。”科思創復合材料市場開發部李一蘭表示。
聚焦Maezio復合材料
科思創的復合材料Maezio,是連續纖維增強熱塑性(CFRTP)復合材料,由碳纖維和聚碳酸酯等熱塑性樹脂基材組成。
與鋁(7020)相比,由于具備可定制的各向異性的機械性能,Maezio復合材料的重量可以減輕40%,硬度高2.5倍、強度高6倍。根據應用的需要,這種復合材料還可以比SMC輕20%。
論及美觀性,Maezio?擁有金屬般的外觀和感覺,但同時又具備熱塑性塑料的設計靈活度,更有碳纖維有機美感營造的高端表面品質。此外,這種材料可以與注塑工藝相結合,實現復雜形狀和功能集成。
就安全和穩定性而言,Maezio?熱塑性復合材料展示出巨大潛力。在初步FST(火、煙和毒性)試驗中,這種材料在使用改良聚碳酸酯品級作為基體材料的情況下,表現出了很強的防火性能,并且僅產生很低的毒性和煙霧濃度。目前相關人員正通過嚴格測試,并采用不同的材料組合來證實這些積極的初步結果。此外,這種材料不含有害的VOC,并且在一定程度上可回收利用。在使用壽命結束后,這些材料可以經過機械切碎,形成短切纖維復合材料用于注塑工藝。
前景光明:Maezio帶來可持續、可量產的設計
對于下一代應用——如超級高鐵的“飛行”莢艙,可以用Maezio?創造出輕巧、細長的內部空間概念,兼具一流的表面特性和傳統金屬、塑料具有的全部強度。高性能熱塑性復合材料可用于生產諸如座椅靠背、行李架、墻面覆層、桌子和地板。這種材料可定制性能,滿足特定需求,并能使用已獲得的一步式成型工藝制造,周期短,適于大批量生產。
這種先進的復合材料已經吸引了汽車、行李箱和電子產品生產商的注意力,他們希望做出比過去更輕便的設計。例如,以Maezio?制作的一個筆記本電腦外殼原型贏得了2017年歐洲塑料創新獎。










































