Tha rannsachadh cèin ann an raon stuthan co-dhèanta airson còmhdhail rèile air a bhith a’ dol air adhart airson faisg air leth-cheud bliadhna.Ged a tha leasachadh luath air gluasad rèile agus rèile àrd-astar ann an Sìona agus cleachdadh stuthan co-dhèanta dachaigheil san raon seo fo làn ghluasad, tha an snàithleach ath-neartaichte de stuthan co-dhèanta a thathas a ’cleachdadh gu farsaing ann an còmhdhail rèile cèin na barrachd snàithleach glainne, a tha eadar-dhealaichte bho an ìre de stuthan carbon fiber composites ann an Sìona.Mar a chaidh ainmeachadh san artaigil seo, tha snàithleach gualain nas lugha na 10% de na stuthan co-dhèanta airson bodhaig a chaidh a leasachadh le TPI Composites Company, agus tha an còrr snàithleach glainne, agus mar sin faodaidh e a ’chosgais a chothromachadh fhad‘ s a nì e cinnteach aotrom.Tha cleachdadh mòr de fiber carbon gu do-sheachanta a’ leantainn gu duilgheadasan cosgais, agus mar sin faodar a chleachdadh ann an cuid de phrìomh phàirtean structarail leithid bogies.
Airson còrr air 50 bliadhna, tha gnìomhachas seasmhach air a bhith aig Norplex-Micarta, neach-dèanaidh thermosetting composites, a’ dèanamh stuthan airson tagraidhean gluasaid rèile, a’ toirt a-steach trèanaichean, siostaman breiceadh rèile aotrom, agus insulation dealain airson rèilichean dealain àrdaichte.Ach an-diugh, tha margaidh a’ chompanaidh a’ leudachadh nas fhaide na àite caran cumhang gu barrachd thagraidhean leithid ballachan, mullaichean agus làir.
Tha Dustin Davis, stiùiriche leasachadh gnìomhachais airson Norplex-Micarta, den bheachd gun toir margaidhean rèile agus mòr-chòmhdhail barrachd chothroman don chompanaidh aige, a bharrachd air luchd-saothrachaidh agus solaraichean measgaichte eile, anns na bliadhnaichean ri teachd.Tha grunn adhbharan ann airson an fhàs seo ris a bheil dùil, agus is e aon dhiubh sin gabhail ris an Eòrpach inbhe Smàlaidh EN 45545-2, a tha a’ toirt a-steach riatanasan dìon teine, ceò is gas (FST) airson mòr-chòmhdhail.Le bhith a’ cleachdadh siostaman roisinn phenolic, faodaidh luchd-saothrachaidh co-mheasgaichte na feartan dìon teine is ceò riatanach a thoirt a-steach do na toraidhean aca.
A bharrachd air an sin, tha luchd-obrachaidh bhusaichean, fo-thalamh agus trèanaichean a’ tòiseachadh a’ tuigsinn na buannachdan a tha an lùib stuthan co-dhèanta ann a bhith a’ lughdachadh crathadh fuaimneach agus cacophony.“Ma bha thu a-riamh air an t-subway agus gun cuala tu truinnsear meatailt a’ crathadh," thuirt Davis.Ma tha am pannal air a dhèanamh de stuth co-dhèanta, cuiridh e fuaim air falbh agus nì e an trèana nas sàmhaiche."
Tha cuideam nas aotroime an stuth cuideachd ga dhèanamh tarraingeach do luchd-obrachaidh bhusaichean aig a bheil ùidh ann a bhith a’ lughdachadh cleachdadh connaidh agus a’ leudachadh a raon.Ann an aithisg san t-Sultain 2018, rinn companaidh sgrùdaidh margaidh Lucintel ro-innse gum fàsadh a’ mhargaidh chruinneil airson stuthan co-dhèanta ann an còmhdhail mòr agus carbadan far-rathaid aig ìre bhliadhnail de 4.6 sa cheud eadar 2018 agus 2023, le luach comasach de $ 1 billean ro 2023. Thig cothroman bho ghrunn thagraidhean, a’ gabhail a-steach pàirtean taobh a-muigh, taobh a-staigh, cochall agus powertrain, agus co-phàirtean dealain.
Tha Norplex-Micarta a-nis a’ toirt a-mach pàirtean ùra a thathas an-dràsta a’ dèanamh deuchainn air loidhnichean rèile aotrom anns na Stàitean Aonaichte.A bharrachd air an sin, tha a’ chompanaidh fhathast a’ cur fòcas air siostaman dealanachaidh le stuthan snàithleach leantainneach agus gan cur còmhla le siostaman roisinn ciùraigidh nas luaithe.“Faodaidh tu cosgaisean a lughdachadh, cinneasachadh àrdachadh, agus làn ghnìomhachd FST phenolic a thoirt chun mhargaidh,” mhìnich Davis.Ged a dh’ fhaodadh stuthan co-dhèanta a bhith nas daoire na pàirtean meatailt coltach ris, tha Davis ag ràdh nach e cosgais am feart co-dhùnaidh tagraidh a tha iad a’ sgrùdadh.
Solas agus lasair-retardant
Tha ath-nuadhachadh cabhlach companaidh rèile Eòrpach Duetsche Bahn de 66 càr ICE-3 Express mar aon de na comasan a th’ aig stuthan co-dhèanta gus coinneachadh ri feumalachdan sònraichte luchd-ceannach.Chuir an siostam fionnarachaidh-adhair, siostam fèisteas luchd-siubhail agus suidheachain ùra cuideam neo-riatanach air na càraichean rèile ICE-3.A bharrachd air an sin, cha do choinnich an làr plywood tùsail ri ìrean teine ùr Eòrpach.Bha feum aig a 'chompanaidh air fuasgladh làr gus cuideachadh le cuideam a lùghdachadh agus coinneachadh ri ìrean dìon teine.Is e flooring aotrom aotrom am freagairt.
Tha Saertex, neach-dèanamh aodach co-dhèanta stèidhichte sa Ghearmailt, a’ tabhann siostam stuthan LEO® airson an làr aige.Thuirt Daniel Stumpp, ceannard margaidheachd cruinneil aig Saertex Group, gur e aodach le sreathan, neo-chrùbach a th’ ann an LEO a tha a’ tabhann feartan meacanaigeach nas àirde agus barrachd comas aotrom na aodach fighte.Tha an siostam co-phàirteach ceithir-phàirteach a’ toirt a-steach còmhdach dìon-teine sònraichte, stuthan ath-neartaichte le fiberglass, SAERfoam® (prìomh stuth le drochaidean fiberglass 3D amalaichte), agus resins vinyl ester LEO.
Chruthaich SMT (cuideachd stèidhichte sa Ghearmailt), neach-dèanamh stuthan co-dhèanta, an làr tro phròiseas lìonadh falamh a’ cleachdadh pocannan falamh sileaconach ath-chleachdadh air an dèanamh le Alan Harper, companaidh Breatannach.“Shàbhail sinn timcheall air 50 sa cheud den chuideam bhon phlywood a bh’ ann roimhe, ”thuirt Stumpp.“Tha an siostam LEO stèidhichte air lannan snàithleach leantainneach le siostam roisinn neo-lìonta le feartan meacanaigeach sàr-mhath... . A bharrachd air an sin, chan eil am measgachadh a’ grodadh, rud a tha na bhuannachd mhòr, gu sònraichte ann an ceàrnaidhean far a bheil e a’ sneachda sa gheamhradh agus an tha an làr fliuch."Tha an làr, am brat-ùrlair àrd agus an stuth rubair uile a’ coinneachadh ris na h-inbhean ùra airson lasair-lasair.
Tha SMT air còrr air 32,000 troigh ceàrnagach de phannalan a dhèanamh, a chaidh a chuir a-steach ann an timcheall air trian de na h-ochd trèanaichean ICE-3 gu ruige seo.Rè a 'phròiseas ath-sgeadachaidh, tha meud gach pannal air a mheudachadh gus a bhith freagarrach airson càr sònraichte.Bha OEM an t-sedan ICE-3 cho mòr leis an làr ùr co-dhèanta gu bheil e air mullach co-dhèanta òrdachadh gus pàirt a ghabhail an àite seann structar mullach meatailt anns na càraichean rèile.
Rach nas fhaide
Tha Proterra, dealbhaiche stèidhichte ann an California agus neach-dèanamh bhusaichean dealain le sgaoilidhean neoni, air a bhith a’ cleachdadh stuthan co-dhèanta anns a h-uile buidheann bho 2009. Ann an 2017, shuidhich a’ chompanaidh clàr le bhith a’ draibheadh 1,100 mìle aon-shligheach air an Catalyst le cosgais bataraidh. ®E2 bus.Tha am bus sin a’ nochdadh bodhaig aotrom air a dhèanamh leis an neach-dèanamh co-dhèanta TPI Composite.
* O chionn ghoirid, cho-obraich TPI le Proterra gus bus dealain aonaichte uile-ann-aon a thoirt gu buil.“Ann am bus no làraidh àbhaisteach, tha chassis ann, agus tha an corp na shuidhe air mullach a’ chassis sin, ”mhìnich Todd Altman, stiùiriche margaidheachd ro-innleachdail aig TPI.Le dealbhadh slige chruaidh a’ bhus, dh’aonaich sinn a’ chassis agus am bodhaig ri chèile, coltach ri dealbhadh a’ chàr uile-ann-aon.” Tha structar singilte nas èifeachdaiche na dà structar fa leth ann a bhith a’ coinneachadh ri riatanasan coileanaidh.
Tha am bodhaig aon-slige Proterra air a thogail a dh’aona ghnothach, air a dhealbhadh bhon toiseach gu bhith na charbad dealain.Tha sin na eadar-dhealachadh cudromach, thuirt Altman, leis gu bheil eòlas mòran de luchd-dèanaidh chàraichean agus luchd-dèanaidh bhusaichean dealain air a bhith a’ feuchainn oidhirpean cuibhrichte gus na dealbhaidhean traidiseanta aca airson einnseanan losgaidh a-staigh atharrachadh gu carbadan dealain."Tha iad a' gabhail nan àrd-ùrlaran a th' ann mar-thà agus a' feuchainn ri nas urrainn dhaibh de bhataraidh a phacadh. Chan eil e a' tabhann am fuasgladh as fheàrr bho shealladh sam bith."" thuirt Altman.
Tha bataraidhean aig mòran bhusaichean dealain, mar eisimpleir, air cùl no air mullach a’ charbaid.Ach airson Proterra, tha TPI comasach air am bataraidh a chuir suas fon bhus.“Ma tha thu a’ cur tòrr cuideam ri structar a’ charbaid, tha thu airson gum bi an cuideam sin cho aotrom ‘s a ghabhas, an dà chuid a thaobh coileanadh agus bho thaobh sàbhailteachd," thuirt Altman.Thug e fa-near gu bheil mòran de luchd-saothrachaidh bhusaichean is chàraichean dealain a-nis a’ dol air ais chun bhòrd dealbhaidh gus dealbhadh nas èifeachdaiche agus nas cuimsichte a leasachadh airson na carbadan aca.
Tha TPI air aonta còig-bliadhna a dhèanamh le Proterra gus suas ri 3,350 buidheann bus measgaichte a thoirt gu buil aig goireasan TPI ann an Iowa agus Rhode Island.
Feum air gnàthachadh
Feumaidh dealbhadh buidheann bus Catalyst gum bi TPI agus Proterra an-còmhnaidh a’ cothromachadh neartan agus laigsean nan diofar stuthan gus an urrainn dhaibh amasan cosgais a choileanadh fhad ‘s a tha iad a’ coileanadh an coileanadh as fheàrr.Thug Altman fa-near gu bheil eòlas TPI ann a bhith a’ toirt a-mach lannan gaoithe mòra a tha timcheall air 200 troigh a dh’ fhaid agus le cuideam de 25,000 not ga fhàgail an ìre mhath furasta dhaibh buidhnean bus 40-troigh a thoirt a-mach le cuideam eadar 6,000 agus 10,000 not.
Bidh TPI comasach air an neart structarail a tha a dhìth fhaighinn le bhith a’ cleachdadh snàithleach gualain gu roghnach agus ga chumail gus na raointean air a bheil an luchd as motha a dhaingneachadh.“Bidh sinn a’ cleachdadh fiber carbon far an urrainn dhut càr a cheannach gu bunaiteach, ”thuirt Altman.Gu h-iomlan, tha snàithleach gualain a 'dèanamh suas nas lugha na 10 sa cheud de stuth ath-neartachaidh co-fhillte na buidhne, leis a' chòrr dhiubh fiberglass.
Thagh TPI resin vinyl ester airson an aon adhbhar."Nuair a choimheadas sinn air epoxies, tha iad sgoinneil, ach nuair a bhios tu gan leigheas, feumaidh tu an teòthachd àrdachadh, agus mar sin feumaidh tu am molltair a theasachadh. Tha e na chosgais a bharrachd, "lean e air.
Bidh a’ chompanaidh a’ cleachdadh cumadh gluasaid roisinn le taic falamh (VARTM) gus structaran ceapaire co-dhèanta a thoirt gu buil a bheir an stiffness riatanach do aon shlige.Rè a 'phròiseas saothrachaidh, tha cuid de dh' innealan meatailt (leithid innealan snàthaichte agus truinnsearan tapadh) air an toirt a-steach don bhodhaig.Tha am bus air a roinn ann am pàirtean àrda is ìosal, a tha an uairsin air an glaodhadh ri chèile.Feumaidh luchd-obrach nas fhaide air adhart sgeadachaidhean beaga co-dhèanta leithid fèilltean a chuir ris, ach tha an àireamh de phàirtean na bloigh den bhus meatailt.
Às deidh a ’bhuidheann chrìochnaichte a chuir gu ionad cinneasachaidh bus Proterra, bidh an loidhne toraidh a’ sruthadh nas luaithe leis gu bheil nas lugha de dh ’obair ri dhèanamh.“Chan fheum iad an tàthadh, an bleith agus an saothrachadh gu lèir a dhèanamh, agus tha eadar-aghaidh gu math sìmplidh aca gus am bodhaig a cheangal ris an trèana-draibhidh," thuirt Altman.Bidh Proterra a’ sàbhaladh ùine agus a’ lughdachadh cosgais leis gu bheil feum air nas lugha de rùm saothrachaidh airson an t-slige monocotic.
Tha Altman den bheachd gun lean iarrtas airson buidhnean bus measgaichte a’ fàs mar a bhios bailtean-mòra a’ tionndadh gu busaichean dealain gus truailleadh a lughdachadh agus cosgaisean a ghearradh.A rèir Proterra, tha a’ chosgais cearcall beatha obrachaidh as ìsle (12 bliadhna) aig carbadan dealain bataraidh an taca ri busaichean dìosail, gas nàdarrach teann no dìosail hybrid.Is dòcha gur e sin aon adhbhar a tha Proterra ag ràdh gu bheil reic bhusaichean dealain le bataraidh a-nis a’ dèanamh suas 10% den mhargaidh còmhdhail iomlan.
Tha cuid de chnapan-starra ann fhathast a thaobh cleachdadh farsaing de stuthan co-dhèanta ann am bodhaig bus dealain.Is e aon dhiubh an speisealachadh de fheumalachdan luchd-ceannach bus eadar-dhealaichte."Is toil le gach ùghdarras gluasaid busaichean fhaighinn ann an dòigh eadar-dhealaichte - rèiteachadh suidheachain, fosgladh adan. Tha e na dhùbhlan mòr dha luchd-dèanamh bhusaichean, agus dh'fhaodadh mòran de na stuthan rèiteachaidh sin a dhol thugainn.""Thuirt Altman. "Tha luchd-saothrachaidh bodhaig aonaichte ag iarraidh togail àbhaisteach, ach ma tha a h-uile neach-ceannach ag iarraidh ìre àrd de ghnàthachadh, bidh e duilich sin a dhèanamh. an sùbailteachd a dh’ fheumas luchd-ceannach deireannach.
Dèan sgrùdadh air comasachd
Tha Composites a’ leantainn air adhart a’ dèanamh deuchainn a bheil na stuthan aca freagarrach airson tagraidhean còmhdhail mòra ùra.Anns an RA, tha ELG Carbon Fibre, a tha gu sònraichte an sàs ann an teicneòlas airson ath-chuairteachadh agus ath-chleachdadh snàithleach gualain, a’ stiùireadh co-bhanntachd de chompanaidhean a tha a’ leasachadh stuthan aotrom aotrom airson bogies ann an càraichean luchd-siubhail.Bidh am bogie a 'toirt taic do chorp a' chàir, a 'stiùireadh a' chuibhle agus a 'cumail suas a sheasmhachd.Bidh iad a’ cuideachadh le bhith a’ leasachadh comhfhurtachd nan slighean le bhith a’ gabhail a-steach crithean rèile agus a’ lughdachadh feachd ceud-ghluasadach mar a bhios an trèana a’ tionndadh.
Is e aon amas aig a’ phròiseact bogies a dhèanamh a tha 50 sa cheud nas aotroime na bogies meatailt coimeasach.“Ma tha am bogie nas aotroime, nì e nas lugha de mhilleadh air an t-slighe, agus leis gum bi an luchd air an t-slighe nas ìsle, faodar ùine cumail suas agus cosgaisean cumail suas a lughdachadh," thuirt Camille Seurat, innleadair leasachadh toraidh ELG.Is e amasan a bharrachd feachdan cuibhle taobh-rèile a lughdachadh 40% agus sgrùdadh staid beatha a thoirt seachad.Tha Bòrd Sàbhailteachd is Inbhean Rèile na RA (RSSB) neo-phrothaideach a’ maoineachadh a’ phròiseict leis an amas toradh a tha comasach gu malairteach a thoirt gu buil.
Chaidh deuchainnean saothrachaidh farsaing a dhèanamh agus chaidh grunn phannalan deuchainn a dhèanamh a ’cleachdadh prepregs bho bhith a’ brùthadh bàs, suidheachadh fliuch àbhaisteach, perfusion agus autoclave.Leis gum biodh cinneasachadh nam bogies cuibhrichte, thagh a’ chompanaidh prepreg epoxy air a leigheas ann an autoclaves mar an dòigh togail as èifeachdaiche a thaobh cosgais.
Tha am prototype bogie làn-mheud 8.8 troigh a dh'fhaid, 6.7 troigh a leud agus 2.8 troigh a dh'àirde.Tha e air a dhèanamh bho mheasgachadh de fiber carbon ath-chuartaichte (padaichean neo-fhighte air an toirt seachad le ELG) agus aodach fiber carbon amh.Thèid na snàithleanan aon-shligheach a chleachdadh airson a’ phrìomh eileamaid neart agus thèid an cur anns a’ mholltair a’ cleachdadh teicneòlas robotach.Thèid epoxy le deagh fheartan meacanaigeach a thaghadh, a bhios na epoxy lasair-retardant ùr a chaidh a dhearbhadh EN45545-2 airson a chleachdadh air rathaidean-iarainn.
Eu-coltach ri bogies stàilinn, a tha air an tàthadh bho ghiùlan stiùiridh gu dà ghiùlan taobh, thèid bogies co-dhèanta a thogail le mullaich agus bonn eadar-dhealaichte a tha an uairsin ceangailte ri chèile.Gus na bogies meatailt a th’ ann a chuir an àite, feumaidh an dreach co-dhèanta na camagan ceangail crochte is breic agus goireasan eile a chur còmhla san aon suidheachadh.“Airson a-nis, tha sinn air roghnachadh na h-innealan stàilinn a chumail, ach airson tuilleadh phròiseactan, dh’ fhaodadh gum biodh e inntinneach innealan seòrsa coimeasach a chuir an àite nan goireasan stàilinn gus an urrainn dhuinn an cuideam deireannach a lughdachadh tuilleadh, "thuirt Seurat.
Tha ball co-bhanntachd den Bhuidheann Sensors and Composites aig Oilthigh Birmingham a’ cumail sùil air leasachadh an sensor, a bhios air fhilleadh a-steach don bogie co-dhèanta aig ìre saothrachaidh.“Bidh a’ mhòr-chuid de luchd-mothachaidh a ’cuimseachadh air sùil a chumail air cuideam aig puingean air leth air a’ bhogie, agus cuid eile airson mothachadh teothachd, ”thuirt Seurat.Leigidh na mothachairean le sgrùdadh fìor-ùine air an structar co-dhèanta, a’ ceadachadh dàta luchdan fad-beatha a chruinneachadh.Bheir seo seachad fiosrachadh luachmhor mu luchdan as àirde agus sgìths fad-ùine.
Tha sgrùdaidhean tòiseachaidh a 'sealltainn gum bu chòir gum biodh bogies cumanta comasach air an lùghdachadh cuideam a tha a dhìth de 50% a choileanadh.Tha sgioba a’ phròiseict an dòchas bogie mòr a bhith deiseil airson deuchainn ro mheadhan 2019.Ma choileanas am prototype mar a bhiodh dùil, bheir iad a-mach barrachd bogies gus deuchainn a dhèanamh air tramaichean a rinn Alstom, a’ chompanaidh còmhdhail rèile.
A rèir Seurat, ged a tha mòran obrach ri dhèanamh fhathast, tha comharran tràth a’ nochdadh gu bheil e comasach bogie co-dhèanta malairteach a thogail a dh’ fhaodas farpais ri bogies meatailt ann an cosgais agus neart.“An uairsin tha mi a’ smaoineachadh gu bheil tòrr roghainnean ann agus iarrtasan a dh’fhaodadh a bhith ann airson stuthan co-dhèanta ann an gnìomhachas an rèile," thuirt i.(Artaigil air ath-chlò-bhualadh bho Carbon Fiber and Its Composite Technology leis an Dr. Qian Xin).
Ùine puist: Mar-07-2023