Application of FRP in Rail Transit Vehicles

مع تطور تكنولوجيا تصنيع المواد المركبة، وتعميق فهمها في صناعة النقل بالسكك الحديدية، والتقدم التكنولوجي في صناعة تصنيع مركبات النقل بالسكك الحديدية، اتسع نطاق استخدام المواد المركبة في مركبات النقل بالسكك الحديدية تدريجيًا. كما تتحسن أنواع ودرجات ومستويات المواد المركبة المستخدمة باستمرار.

تشمل أنواع المواد المركبة المستخدمة في مركبات النقل بالسكك الحديدية ما يلي:

(1) راتنج البوليستر غير المشبع الصلب وشبه الصلب FRP؛

(2) البلاستيك المقوى بألياف زجاجية من راتنج الفينولي؛

(3) راتينج البوليستر غير المشبع المقاوم للهب التفاعلي FRP ذو القوة العالية؛

(4) راتينج البوليستر غير المشبع المقاوم للهب والمعزز بألياف زجاجية من البلاستيك ذو قوة أقل قليلاً؛

(5) مادة ألياف الكربون.

من نقاط المنتج هي:

(1) أجزاء FRP الموضوعة يدويًا؛

(2) أجزاء FRP المصبوبة؛

(3) أجزاء FRP من هيكل الساندويتش؛

(4) أجزاء من ألياف الكربون.

تطبيق FRP في مركبات النقل بالسكك الحديدية

1. الاستخدام المبكر للبلاستيك المقوى بألياف الزجاج في مركبات النقل بالسكك الحديدية

بدأ استخدام البلاستيك المقوى بألياف الزجاج (FRP) في مركبات النقل بالسكك الحديدية في ثمانينيات القرن الماضي، واستُخدم لأول مرة في القطارات الكهربائية منخفضة السرعة المُصنّعة محليًا بسرعة 140 كم/ساعة. ويشمل نطاق الاستخدام بشكل رئيسي ما يلي:

● لوحة الجدار الداخلية؛

● اللوحة العلوية الداخلية؛

● مرحاض مُجمّع من البلاستيك المُقوّى بألياف زجاجية؛

كان الهدف الرئيسي للتطبيق آنذاك هو كاتسوكي يوغي. نوع البلاستيك المقوى بألياف الزجاج (FRP) المستخدم هو راتنج البوليستر غير المشبع (FRP).

2. تطبيق دفعات من البلاستيك المقوى بالألياف على مركبات النقل بالسكك الحديدية

بدأ استخدام البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية (FRP) بكميات كبيرة في مركبات النقل بالسكك الحديدية، وبلغ مرحلة النضج التدريجي في تسعينيات القرن الماضي. ويُستخدم بشكل رئيسي في تصنيع عربات الركاب بالسكك الحديدية ومركبات السكك الحديدية الحضرية.

لوحة الحائط الداخلية لغرفة الضيوف؛

●اللوحة العلوية الداخلية؛

مرحاض مُجمَّع من البلاستيك المُقوَّى بألياف زجاجية؛

حمام من البلاستيك المقوى بألياف زجاجية متكاملة؛

قناة تكييف الهواء المصنوعة من البلاستيك المقوى بألياف الزجاج، قناة عادم النفايات؛

● المقعد أو إطار المقعد.

في الوقت الحالي، تحول هدف التطبيق الرئيسي من استبدال الخشب إلى تحسين جودة المركبات؛ ولا تزال أنواع FRP المستخدمة هي في الغالب من راتنج البوليستر غير المشبع FRP.

3. في السنوات الأخيرة، تم تطبيق FRP في مركبات السكك الحديدية

منذ بداية هذا القرن، ازداد استخدام البلاستيك المقوى بألياف الزجاج (FRP) في مركبات النقل بالسكك الحديدية. فبالإضافة إلى استخدامه في تصنيع المنتجات المختلفة المذكورة آنفًا، يُستخدم أيضًا على نطاق واسع في تصنيع:

●غطاء السقف؛

قناة هواء جديدة على السطح؛

●مكونات مختلفة ذات أشكال معقدة في السيارة، بما في ذلك الألواح الجدارية الداخلية المنحنية ثلاثية الأبعاد وألواح السقف الجانبية؛ وألواح الغطاء بأشكال خاصة مختلفة؛ وألواح الجدران المصنوعة من البلاستيك المقوى بألياف زجاجية على شكل قرص العسل؛ والأجزاء الزخرفية.

الهدف الرئيسي من استخدام FRP في هذه المرحلة هو تصنيع قطع ذات متطلبات وظيفية خاصة أو متطلبات نمذجة معقدة. بالإضافة إلى ذلك، تم تحسين مقاومة FRP للحريق. يُستخدم راتنج البوليستر غير المشبع المقاوم للهب التفاعلي والمضاف على نطاق واسع، بينما انخفض استخدام راتنج FRP الفينولي تدريجيًا.

4. تطبيق FRP في EMU عالية السرعة

لقد دخل تطبيق FRP في وحدات EMU للسكك الحديدية عالية السرعة مرحلة النضج حقًا. وذلك للأسباب التالية:

(1) يتم استخدام FRP في تصنيع الأجزاء ذات الوظائف الخاصة والأشكال والهياكل المعقدة والأداء الشامل الممتاز الذي يمكنه تحمل الأحمال الكبيرة، مثل الواجهات الانسيابية المتكاملة FRP، ووحدات آلية الفتح والإغلاق الأمامية، والأغطية الديناميكية الهوائية للسقف، وما إلى ذلك.

(2) تم استخدام البلاستيك المقوى بألياف الزجاج المصبوب (SMC) على نطاق واسع

إن استخدام البلاستيك المقوى بألياف الزجاج المصبوب لتصنيع ألواح الجدران الداخلية للركاب عالية السرعة على دفعات له المزايا التالية:

دقة أبعاد الأجزاء عالية؛

●جودة التصنيع ودرجة المنتج،

●حقق وزنًا خفيفًا؛

●مناسبة للإنتاج الهندسي الضخم.