Karbon fiber görseli: gualtiero boffi / Shutterstock.com
Çin-Alman ortak girişimi kompozit fiber bileşenlere sahip metro trenleri geliştiriyor. Teknoloji kısmen Saksonya'dan geliyor ve ağırlıktan tasarruf sağlıyor. Ama eleştiriler de var.
Fiber kompozit malzemelerden yapılmış demiryolu bileşenleri birçok kişi için bir yenilik gibi görünse de bunların tarihi, 1980'lerde Bavyera'daki MBB'de başarılı bir şekilde geliştirilen, ancak maliyet nedenleriyle demiryolu sektöründe kendine yer edinemeyen ilk çalışma bileşenlerine kadar uzanıyor.
Duyuru
Bununla birlikte, fiber kompozit malzemeler havacılığa başarılı bir şekilde dahil edildi ve artık bölgede hafif metallerin yerini önemli ölçüde aldılar.
Önemli konsolidasyonun başladığı Avrupa demiryolu teknolojisinde, Siemens Mobility, İsviçre Stadler Rail ve eski AdTranz'ı Bombardier aracılığıyla devralan Fransız Alstom ile, tabii ki yalnızca yeni ICE L'yi üreten İspanyol Talgo ile, konu Demiryolu araçlarında fiber kompozit malzemeler.
Alman demiryolu üreticileri muhtemelen fiber kompozit malzemelerle özel olarak ilgilenmiyorlardı ve halihazırda üretim teknolojisine sahip oldukları metal yapılara güvenmeyi tercih ediyorlardı.
Bu nedenle TU Dresden'in dikkatini, dünyanın en büyük demiryolu aracı üreticisi CRRC'nin bir yan kuruluşu olan CRRC Qingdao Sifang Demiryolu Taşıtları Araştırma Enstitüsü'nün Cetrovo 1.0 için hafif yapı teknolojisine ilgi gösterdiği Çin'e çevirmesi şaşırtıcı değil.
1959 yılında CRRC Qingdao Sifang veya CRRC SRI kısaltması altında kurulan Qingdao Sifang Demiryolu Taşıtları Araştırma Enstitüsü'nün genel merkezi, Çin İmparatorluğu tarafından Alman İmparatorluğu'na zorla kiralanan Çin'in doğu kıyısındaki Shandong Yarımadası'nın güneyindeki bölgede bulunmaktadır. 1898, Alman kökenli şirketin bugün hala ayakta olduğu yer. Tsingtao Bira Fabrikası bize, sonunda Japonya'ya kaptırılan bu Alman mülkünü hatırlatıyor.
TU Dresden'in yan ürünü olan CG Rail GmbH
Mayıs 2015'te, Dresden'deki Çin-Alman Demiryolu ve Taşıma Teknolojileri için CG Rail Araştırma ve Geliştirme Merkezi, TU Dresden'in bir parçası olarak kuruldu; burada şirket, kendisini birden fazla alanda hafif yapı konusunda yenilikçi çözümler geliştiren bir mühendislik hizmeti sağlayıcısı olarak görüyor. -geleceğin sürdürülebilir, enerji tasarruflu ve ekonomik mobilitesini sağlamak için entegre işlevselliğe sahip malzeme yapısı.
Karbon yoğun hafif yapı kullanan bir metro treninin geliştirilmesine yönelik ilk büyük sipariş Ağustos 2015'te verildi.
CG Rail, Centrovo 1.0 hafif metro trenini, dünyanın en büyük demiryolu aracı üreticisi CRRC'nin büyük ölçüde CFRP bileşenlerinden oluşan genel Yeni Nesil Metro Treni projesinin bir parçası olarak geliştirdi.
Saksonya'nın sunduğu hizmetler arasında ön kabin, kaporta, zemin kaplaması ve alt takım şasisi yer alıyor. Bunlar fiber kompozit malzemeler kullanılarak yapılan temel araç modülleridir.
CFRP payı %70’i aşıyor. Hafif yapı konsepti, benzer bir metal yapıya kıyasla kütlenin %30'dan fazla azaltılmasını sağlıyor ve kaynak açısından verimli yerel toplu taşımaya katkıda bulunmayı amaçlıyor. Guangzhou Metro Grubu, 2019 yılında CRRC Qingdao Sifang treniyle test sürüşleri gerçekleştirdi.
CFRP bileşenlerinin hem geliştirilmesi hem de prototip üretimi Dresden'deki CG Rail'de gerçekleştiriliyor ve daha sonra CRRC SRI'da seri üretime geçiyor. Özel sektör tarafından düzenlenen standardizasyonun önemi uzun zamandır bilindiğinden, CG Rail, “Demiryolu ve Raylı Araçlar” DIN standardizasyon komitesinde çalışmaktadır.
CG Rail'de, raylı taşıt teknolojisinde fiber kompozit malzemelerin hâlâ dikkatli kullanılmasının nedenlerinden biri, raylı taşıtlara yönelik mevcut standardizasyonda FRP malzemesinin özel özelliklerinin çoğunlukla yetersiz dikkate alınmasıdır. Bu, FRP bileşenlerinin mukavemet analizi ve onarımı gibi çok çeşitli alanları etkiler. Özellikle fiber kompozit malzemelerin onarımı konusunun hâlâ geliştirilmeye ihtiyacı var.
Alman uzmanlar CFRP trenlerine şüpheyle yaklaşıyor
Alman bakış açısına göre, CFRP bileşenlerinin kullanımıyla ilgili sorunlar, geleneksel malzemelere göre daha kötü olan daha yüksek üretim maliyetleri ve geri dönüştürülebilirliktir.
Karbon fiber kompozit malzemelerin üretimiyle ilgili olarak, Çin artık seri üretimde Almanya'nın önemli ölçüde ilerisindedir; karbon tüpleri örneğinde açıkça görülebileceği gibi, karbon fiber tripodlar için “Almanya'da Üretilmiştir” genellikle Çin'den gelir. .
Fiber kompozit malzemelerin geri dönüşümü konusu, yeniden güçlendirme kapsamında rüzgar türbinlerinin sökülmesiyle bağlantılı olarak gelecekte giderek daha önemli hale geleceğinden, burada büyüyen bir pazar var ve bu nedenle TU Dresden, BMBF WIRreFa – Fiber kompozitin geri dönüşümü projesi üzerinde çalışıyor malzemeler.
“WIRreFa – BİZ! geri dönüştürülmüş elyaf”, metallerin elyaf kompozit malzemelerle değiştirilmesinin, geleneksel metallerin aksine henüz kapalı bir malzeme döngüsünün ayrılmaz bir parçası olmayan elyaf içeren atıklarla sonuçlandığı gerçeğini dikkate almayı amaçlamaktadır.
“Elbtal Saksonya” bölgesi, fiber kompozit malzemelerin döngüsel ve kaynak ekonomisi için bir ittifak kurarak artık bu zorlukları tutarlı bir döngüsel ekonominin parçası olarak ele alıyor.
Çin-Alman ortak girişimi kompozit fiber bileşenlere sahip metro trenleri geliştiriyor. Teknoloji kısmen Saksonya'dan geliyor ve ağırlıktan tasarruf sağlıyor. Ama eleştiriler de var.
Fiber kompozit malzemelerden yapılmış demiryolu bileşenleri birçok kişi için bir yenilik gibi görünse de bunların tarihi, 1980'lerde Bavyera'daki MBB'de başarılı bir şekilde geliştirilen, ancak maliyet nedenleriyle demiryolu sektöründe kendine yer edinemeyen ilk çalışma bileşenlerine kadar uzanıyor.
Duyuru
Bununla birlikte, fiber kompozit malzemeler havacılığa başarılı bir şekilde dahil edildi ve artık bölgede hafif metallerin yerini önemli ölçüde aldılar.
Önemli konsolidasyonun başladığı Avrupa demiryolu teknolojisinde, Siemens Mobility, İsviçre Stadler Rail ve eski AdTranz'ı Bombardier aracılığıyla devralan Fransız Alstom ile, tabii ki yalnızca yeni ICE L'yi üreten İspanyol Talgo ile, konu Demiryolu araçlarında fiber kompozit malzemeler.
Alman demiryolu üreticileri muhtemelen fiber kompozit malzemelerle özel olarak ilgilenmiyorlardı ve halihazırda üretim teknolojisine sahip oldukları metal yapılara güvenmeyi tercih ediyorlardı.
Bu nedenle TU Dresden'in dikkatini, dünyanın en büyük demiryolu aracı üreticisi CRRC'nin bir yan kuruluşu olan CRRC Qingdao Sifang Demiryolu Taşıtları Araştırma Enstitüsü'nün Cetrovo 1.0 için hafif yapı teknolojisine ilgi gösterdiği Çin'e çevirmesi şaşırtıcı değil.
1959 yılında CRRC Qingdao Sifang veya CRRC SRI kısaltması altında kurulan Qingdao Sifang Demiryolu Taşıtları Araştırma Enstitüsü'nün genel merkezi, Çin İmparatorluğu tarafından Alman İmparatorluğu'na zorla kiralanan Çin'in doğu kıyısındaki Shandong Yarımadası'nın güneyindeki bölgede bulunmaktadır. 1898, Alman kökenli şirketin bugün hala ayakta olduğu yer. Tsingtao Bira Fabrikası bize, sonunda Japonya'ya kaptırılan bu Alman mülkünü hatırlatıyor.
TU Dresden'in yan ürünü olan CG Rail GmbH
Mayıs 2015'te, Dresden'deki Çin-Alman Demiryolu ve Taşıma Teknolojileri için CG Rail Araştırma ve Geliştirme Merkezi, TU Dresden'in bir parçası olarak kuruldu; burada şirket, kendisini birden fazla alanda hafif yapı konusunda yenilikçi çözümler geliştiren bir mühendislik hizmeti sağlayıcısı olarak görüyor. -geleceğin sürdürülebilir, enerji tasarruflu ve ekonomik mobilitesini sağlamak için entegre işlevselliğe sahip malzeme yapısı.
Karbon yoğun hafif yapı kullanan bir metro treninin geliştirilmesine yönelik ilk büyük sipariş Ağustos 2015'te verildi.
CG Rail, Centrovo 1.0 hafif metro trenini, dünyanın en büyük demiryolu aracı üreticisi CRRC'nin büyük ölçüde CFRP bileşenlerinden oluşan genel Yeni Nesil Metro Treni projesinin bir parçası olarak geliştirdi.
Saksonya'nın sunduğu hizmetler arasında ön kabin, kaporta, zemin kaplaması ve alt takım şasisi yer alıyor. Bunlar fiber kompozit malzemeler kullanılarak yapılan temel araç modülleridir.
CFRP payı %70’i aşıyor. Hafif yapı konsepti, benzer bir metal yapıya kıyasla kütlenin %30'dan fazla azaltılmasını sağlıyor ve kaynak açısından verimli yerel toplu taşımaya katkıda bulunmayı amaçlıyor. Guangzhou Metro Grubu, 2019 yılında CRRC Qingdao Sifang treniyle test sürüşleri gerçekleştirdi.
CFRP bileşenlerinin hem geliştirilmesi hem de prototip üretimi Dresden'deki CG Rail'de gerçekleştiriliyor ve daha sonra CRRC SRI'da seri üretime geçiyor. Özel sektör tarafından düzenlenen standardizasyonun önemi uzun zamandır bilindiğinden, CG Rail, “Demiryolu ve Raylı Araçlar” DIN standardizasyon komitesinde çalışmaktadır.
CG Rail'de, raylı taşıt teknolojisinde fiber kompozit malzemelerin hâlâ dikkatli kullanılmasının nedenlerinden biri, raylı taşıtlara yönelik mevcut standardizasyonda FRP malzemesinin özel özelliklerinin çoğunlukla yetersiz dikkate alınmasıdır. Bu, FRP bileşenlerinin mukavemet analizi ve onarımı gibi çok çeşitli alanları etkiler. Özellikle fiber kompozit malzemelerin onarımı konusunun hâlâ geliştirilmeye ihtiyacı var.
Alman uzmanlar CFRP trenlerine şüpheyle yaklaşıyor
Alman bakış açısına göre, CFRP bileşenlerinin kullanımıyla ilgili sorunlar, geleneksel malzemelere göre daha kötü olan daha yüksek üretim maliyetleri ve geri dönüştürülebilirliktir.
Karbon fiber kompozit malzemelerin üretimiyle ilgili olarak, Çin artık seri üretimde Almanya'nın önemli ölçüde ilerisindedir; karbon tüpleri örneğinde açıkça görülebileceği gibi, karbon fiber tripodlar için “Almanya'da Üretilmiştir” genellikle Çin'den gelir. .
Fiber kompozit malzemelerin geri dönüşümü konusu, yeniden güçlendirme kapsamında rüzgar türbinlerinin sökülmesiyle bağlantılı olarak gelecekte giderek daha önemli hale geleceğinden, burada büyüyen bir pazar var ve bu nedenle TU Dresden, BMBF WIRreFa – Fiber kompozitin geri dönüşümü projesi üzerinde çalışıyor malzemeler.
“WIRreFa – BİZ! geri dönüştürülmüş elyaf”, metallerin elyaf kompozit malzemelerle değiştirilmesinin, geleneksel metallerin aksine henüz kapalı bir malzeme döngüsünün ayrılmaz bir parçası olmayan elyaf içeren atıklarla sonuçlandığı gerçeğini dikkate almayı amaçlamaktadır.
“Elbtal Saksonya” bölgesi, fiber kompozit malzemelerin döngüsel ve kaynak ekonomisi için bir ittifak kurarak artık bu zorlukları tutarlı bir döngüsel ekonominin parçası olarak ele alıyor.