《中國制造2025》明確將軌道交通裝備列為重點(diǎn)突破發(fā)展領(lǐng)域，軌道交通裝備的輕量化已成為行業(yè)的共識(shí)。在此背景下，2017年8月11日，由國際先進(jìn)材料與制造工程學(xué)會(huì)（SAMPE）北京分會(huì)主辦，西門子工業(yè)軟件（上海）有限公司、中復(fù)神鷹碳纖維有限公司協(xié)辦的“復(fù)合材料在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用”主題沙龍?jiān)谇鄭u成功舉辦。
SAMPE主題沙龍是由SAMPE北京分會(huì)打造的專業(yè)復(fù)合材料學(xué)術(shù)交流品牌活動(dòng)，已連續(xù)舉辦六期，沙龍以先進(jìn)復(fù)合材料工程化應(yīng)用為主線，致力于建立復(fù)合材料行業(yè)與復(fù)合材料應(yīng)用行業(yè)的互動(dòng)交流平臺(tái)。
來自軌道交通裝備制造行業(yè)的中車長春軌道客車股份有限公司、中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司、中車青島四方車輛有限公司、中車唐山機(jī)車車輛有限公司、中車南京鋪鎮(zhèn)車輛有限公司、中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司、中車株洲電力機(jī)車有限公司、中車大連機(jī)車有限公司、青島四方龐巴迪鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司及復(fù)材制造產(chǎn)業(yè)鏈上產(chǎn)、學(xué)、研、用各行業(yè)的100余位專家學(xué)者和國際友人參加了本期沙龍的分享和討論。沙龍活動(dòng)分為四個(gè)環(huán)節(jié)：嘉賓分享、互動(dòng)討論、活動(dòng)總結(jié)及填寫調(diào)查問卷。
活動(dòng)首先由SAMPE北京分會(huì)副主席，江蘇恒神股份有限公司技術(shù)顧問沈真研究員致辭。沈老師根據(jù)自己40多年從事航空復(fù)材產(chǎn)品的研制經(jīng)驗(yàn)、結(jié)合恒神公司近些年在軌道交通產(chǎn)品復(fù)材應(yīng)用的實(shí)踐談了自己的看法。沈老師認(rèn)為先進(jìn)復(fù)合材料在軌道交通裝備應(yīng)用的市場廣闊，但是要實(shí)現(xiàn)復(fù)材的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有一段艱辛的路要走。例如：復(fù)材行業(yè)與軌道交通行業(yè)的技術(shù)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念上還存在分歧、適用于軌道交通產(chǎn)品的復(fù)材技術(shù)規(guī)范缺失以及先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)整體化設(shè)計(jì)與模塊化設(shè)計(jì)如何選擇等問題都亟需解決，希望與會(huì)各界專家通過SAMPE沙龍這個(gè)平臺(tái)分享各自在復(fù)材應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)。
在嘉賓分享環(huán)節(jié)，來自中車株洲電力機(jī)車有限公司高級(jí)工程師劉曉波博士針對(duì)“先進(jìn)復(fù)合材料在軌道車輛的應(yīng)用現(xiàn)狀和要求”發(fā)表了自己的觀點(diǎn)。劉博士首先講解了玻纖復(fù)合材料和碳纖復(fù)合材料在高鐵內(nèi)飾、防撞梁、轉(zhuǎn)向架、頭罩、過渡車鉤、板簧式邊梁、車體部件在國內(nèi)外應(yīng)用情況，分析了復(fù)合材料在軌道交通裝備的應(yīng)用趨勢：一是由內(nèi)飾等非承載件向車體、構(gòu)架等承載件方向發(fā)展；二是司機(jī)室、導(dǎo)流罩等次承載件的復(fù)合材料應(yīng)用向常態(tài)化發(fā)展；三是由實(shí)現(xiàn)單一的減重需求向?qū)崿F(xiàn)減震、降噪、阻燃等多功能集成發(fā)展。接著劉博士講解了多功能復(fù)合材料應(yīng)用情況并分析了軌道交通產(chǎn)品對(duì)先進(jìn)復(fù)合材料在輕量化、多功能集成化、可回收技術(shù)、低成本制造技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系、設(shè)計(jì)技術(shù)、連接技術(shù)的要求。
中車長春軌道客車股份有限公司高級(jí)工程師荀玉濤針對(duì)“制約復(fù)合材料在軌道交通領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的因素”談了自己的觀點(diǎn)。荀工首先分析了對(duì)于復(fù)材應(yīng)用來說下一步的熱點(diǎn)領(lǐng)域主要集中在200公里半徑內(nèi)的市域和城際軌道交通車輛，因?yàn)檫@兩種交通工具載客量更大，對(duì)于輕量化的需求也更高。荀工進(jìn)一步分析了制約復(fù)材廣泛應(yīng)用的因素并給出了建議，軌道交通領(lǐng)域的復(fù)材應(yīng)用尚存在成本、標(biāo)準(zhǔn)體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型工藝、現(xiàn)場修復(fù)困難等諸多制約因素。根據(jù)以上問題建議建立軌道交通領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)體系，包括設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、制造、檢測標(biāo)準(zhǔn)。深入研究復(fù)合材料成型技術(shù)，研究適應(yīng)高鐵行業(yè)自身特點(diǎn)的高效、低成本成型工藝方法。荀工還簡要講解了一種常溫固化成型內(nèi)飾產(chǎn)品的工藝方法。
來自北京北京理工大學(xué)先進(jìn)結(jié)構(gòu)技術(shù)研究院副研究員，博導(dǎo)雷紅帥老師從高校的角度分享了“主承力復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在軌道交通領(lǐng)域的工程化應(yīng)用前景”的話題，雷老師主要講解了車身、轉(zhuǎn)向架、懸浮架主承力復(fù)合材料結(jié)構(gòu)研究的現(xiàn)狀并提出使用三維編織結(jié)構(gòu)進(jìn)行高鐵車輪設(shè)計(jì)的設(shè)想。指出主承力復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用可有效提升軌道交通裝備的輕量化水平，對(duì)全尺寸復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件性能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)是其工程化應(yīng)用的前提。
中車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司工程師王常川與大家分享了“碳/碳復(fù)合材料在軌道機(jī)車車輛制動(dòng)摩擦副領(lǐng)域的應(yīng)用前景”的話題，王工首先介紹了高速動(dòng)車組制動(dòng)裝置以盤形制動(dòng)為主，通過制動(dòng)卡鉗將閘片貼緊制動(dòng)盤而產(chǎn)生制動(dòng)作用。其次講解了碳/碳復(fù)合材料具備的高溫耐受性、低密度、高溫穩(wěn)定性等性能優(yōu)勢在摩擦副領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
最后談了碳/碳材料在摩擦副應(yīng)用中需要解決的問題：
1、碳/碳材料摩擦副的應(yīng)用需解決制動(dòng)系統(tǒng)匹配問題
2、碳/碳復(fù)合材料需要調(diào)高環(huán)境適應(yīng)性以滿足我國高鐵動(dòng)車的使用工況。
3、碳/碳材料需要解決制動(dòng)盤內(nèi)部的通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)的成型工藝問題。
4、需要解決螺桿連接的穩(wěn)定性與可靠性問題。
SAMPE北京分會(huì)理事、中南大學(xué)粉末冶金研究院肖鵬副院長也分享了關(guān)于碳/碳和碳/陶復(fù)合材料在軌道機(jī)車車輛制動(dòng)部件應(yīng)用的情況。
肖院長首先指出碳/碳材料在制動(dòng)摩擦副中應(yīng)用存在三個(gè)問題：
1、碳/碳材料的濕態(tài)摩擦系數(shù)低，并舉例說明了飛機(jī)與軌道車輛在剎車部件在使用環(huán)境的差異。
2、碳/碳材料的靜摩擦系數(shù)偏低。
3、碳/碳材料的表面硬度偏低，存在砂石打擊損傷問題。其次講了碳/陶材料的優(yōu)勢及存在的問題。
碳/陶材料的優(yōu)勢有：
1、耐高溫性能好。
2、濕態(tài)摩擦系數(shù)及熱衰退性能好。
3、可替換性好，不僅可以與碳陶閘片配對(duì)也可以與金屬粉末冶金閘片配對(duì)使用。
4、減重效果明顯，1節(jié)車廂可實(shí)現(xiàn)減重1至1.5噸。
最后肖院長講了碳/陶材料應(yīng)用現(xiàn)狀及問題：湖南世鑫新材料有限公司碳陶制動(dòng)盤將分階段在制動(dòng)部件上得到應(yīng)用(目前正準(zhǔn)備在140公里時(shí)速的客車上裝車)；碳/陶材料制造成本偏高問題；碳/陶制動(dòng)盤與車輪或車軸的連接問題。
中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司高級(jí)主任設(shè)計(jì)師杜健與大家分享了“高速動(dòng)車組碳纖維復(fù)合材料技術(shù)需求與挑戰(zhàn)”的話題，講述了復(fù)材應(yīng)用面臨的機(jī)遇和發(fā)展的基礎(chǔ)并分享了四方股份近年來在復(fù)材應(yīng)用領(lǐng)域的探索和體會(huì)。杜工首先講了復(fù)材應(yīng)用需求及展望：高速動(dòng)車3500組車現(xiàn)在的碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用份額不足10%，如果將碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用的份額提高到30%，將產(chǎn)生50萬噸需求，如果將碳纖維復(fù)合材料推廣至城軌車輛將達(dá)到100萬噸的需求；現(xiàn)階段復(fù)合材料在高鐵上的應(yīng)用還處于嘗試階段，四方股份在探索標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組設(shè)備艙、司機(jī)室、車體、轉(zhuǎn)向架、碳陶制動(dòng)盤、復(fù)合材料滑板等部件復(fù)材應(yīng)用的體會(huì)；總結(jié)了四方股份兼容并蓄、團(tuán)隊(duì)合作、科學(xué)研發(fā)、循序漸進(jìn)的工作思路及工作目標(biāo)即先建立材料性能、結(jié)構(gòu)及部件設(shè)計(jì)、成型工藝及試驗(yàn)驗(yàn)證方法，掌握設(shè)計(jì)、仿真、制造及運(yùn)用技術(shù)，進(jìn)一步形成完整的適用于軌道交通復(fù)材標(biāo)準(zhǔn)體系，最終實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料部件不少于30%的工程化目標(biāo)，利用5至10年時(shí)間初步打造軌道交通復(fù)材裝備制造的產(chǎn)業(yè)鏈。
在互動(dòng)討論環(huán)節(jié)與會(huì)專家探討了高鐵與飛機(jī)在復(fù)材應(yīng)用中的連接方式、生產(chǎn)效率、工況載荷等差異化問題及主要阻礙復(fù)材在軌道交通領(lǐng)域工程化應(yīng)用的復(fù)材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念、復(fù)材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、樹脂阻燃性、材料可回收等問題。
中車長春軌道客車股份有限公司教授級(jí)高工李瑞淳老師對(duì)本期沙龍做了活動(dòng)總結(jié)。李老師談了復(fù)材的重要性、材料與產(chǎn)品的差異性，指出復(fù)材行業(yè)需要與高鐵列車制造業(yè)之間形成良好的理解與溝通，要從軌道交通行業(yè)的應(yīng)用需求及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)，軌道交通行業(yè)也需要根據(jù)復(fù)合材料的特性和工藝特點(diǎn)考慮產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，開展技術(shù)創(chuàng)新，堅(jiān)持設(shè)計(jì)制造一體化推動(dòng)復(fù)材行業(yè)與軌道交通裝備制造業(yè)的共同進(jìn)步。
五位嘉賓經(jīng)過精心的準(zhǔn)備從不同角度分享了復(fù)材在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用的體會(huì)，討論互動(dòng)非?；钴S，達(dá)到了溝通交流的目的。李老師感謝SAMPE北京分會(huì)提供了一個(gè)復(fù)材行業(yè)與軌道交通行業(yè)交流的平臺(tái)。祝賀沙龍活動(dòng)取得了圓滿成功并祝愿復(fù)材行業(yè)與軌道交通行業(yè)開展協(xié)同創(chuàng)新，讓材料夢、高鐵夢隨著中華民族偉大復(fù)興的中國夢一起美夢成真！
