בחברה של ימינו, מערכות הסעת הרכבות העירוניות הולכות ומשתכללות, כאשר הן מכוניות והן רכבות מהירות מתגלות כאמצעי תחבורה מרכזיים. הפחתת צריכת האנרגיה במגזר זה מתורגמת לעלויות נמוכות יותר. חומרים מרוכבים של סיבי פחמן, הידועים בחוזק יוצא הדופן שלהם, עמידות בפני קורוזיה, סבילות לטמפרטורות גבוהות, עמידות להזדקנות וגמישות עיצובית, מועדפים במיוחד בשל אופיים קל משקל. הם נמצאים בשימוש נרחב במעבר רכבות, כולל הקירות של קרונות רכבת מהירות ורכיבים אחרים.
היכן מיושמים חומרים מרוכבים של סיבי פחמן בעיקר במערכות מעבר מסילות?
1. קונוסים באף: רכבות מהירות ורכבות כדורים משתמשות בחומרים מרוכבים מחוזקים בסיבי פחמן לעיצוב ושכבות של קונוסי האף שלהם. השימוש בחומרים מרוכבים של סיבי פחמן בחיבורים מבטיח עמידות גבוהה בפני פגיעות וביצועים מכניים מעולים. בנוסף, מעכבי בעירה משולבים בשרף לפני היציקה, מה שמשפר משמעותית את עמידות האש של קונוסי האף.
2. רפידות בלמים: רפידות בלמים העשויות מסיבי פחמן יכולות לסבול חום משמעותי מחיכוך בלימה, להציע רעש נמוך במהלך בלימה ולהפגין עמידות בפני שחיקה מצוינת. יש להם שיעור בלאי נמוך יותר בהשוואה לרפידות בלם סיבי פלדה והם עמידים מאוד בפני קורוזיה, מה שמאריך את תוחלת החיים שלהם.
3. פחיות לרכב: גוף המכונית משמש כבסיס ההתקנה והשלד נושא העומס. גופי רכבת מהירה מודרנית מתוכננים עם מבני פלדה משולבים או מתכת קלים כדי לעמוד בדרישות חוזק וקשיחות עם המשקל הקל ביותר האפשרי. השימוש במבנים מרוכבים של סנדוויץ' סיבי פחמן עם ליבות חלת דבש מאלומיניום מקל על הפחתת משקל. בהשוואה למרכבי סגסוגת אלומיניום מסורתיים, המשקל הכולל של מרכבי מרכב מרוכבים מופחת ב-40%, תוך עמידה במפרטי עיצוב לחוזק סטטי, עמידות בפני עייפות ובטיחות אש.
4. קישוט פנים: רכיבים כגון לוחות קישוט כרכרות, שירותים, מושבים, מיכלי מים, לוחות מכסה מנוע קדמיים ולוחות גג של אוטובוסים דו-קומתיים מצופים בשכבה של חומר מחוזק בסיבי פחמן מעכב בעירה. זה לא רק מספק עמידות בפני להבות אלא גם משפר את ההיגיינה ועמידות בפני קורוזיה של שירותים, חדרי רחצה, מושבים ומיכלי מים.
5. בוגיות: בוגיות הן רכיבים בעלי חוזק גבוה חשובים במיוחד ברכבות מהירות, המשרתים לתמוך בגוף הקרון, להקל על ההיגוי והבלימה, המבטיחים פעולה בטוחה וחלקה של רכבות על הפסים. כמרכיבים נושאי עומס עיקריים המשפיעים על בטיחות הרכב כולו, ביצועי הבוגי חייבים לעמוד בדרישות שונות, לרבות בטיחות, נוחות תפעולית, עמידות בפני שחיקה וקלות תחזוקה. בוגי העשויים מחומרים מרוכבים של סיבי פחמן קלים ב-30% ממבני פלדה רגילים.
6. תאי ציוד: הרכיבים המבניים הנושאים את העומס העיקריים של תאי הציוד, כגון קורות מעוקלות, מתוכננים עם prepreg קומפוזיט מחוזק בסיבי פחמן ומצולבים, מיוצרים בתהליך יציקת שקיות, וכתוצאה מכך קצב תפוקה גבוה וניתן לשליטה עלויות ייצור. מרכיב מבני עיקרי נוסף, הקורה הצולבת, נוצר באמצעות חומרים מרוכבים של סיבי פחמן עירוי ואקום ומבני ליבת חלת דבש ארמיד מעוקלים כדי לשפר את הביצועים.
ששת היישומים הללו מציגים את הרבגוניות של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן במעבר מסילה, במיוחד ברכבות מהירות וברכבות כדורים, שם הם תורמים להפחתת משקל תוך שמירה על מאפייני החוזק הגבוה ועמידות הלהבה של מוצרי סיבי פחמן.
