玻璃钢在地铁车辆上的应用

时间:2022-06-08 15:15:03 公文范文 浏览次数:

摘要:本文简要介绍了玻璃钢的性能、成型工艺及其在地铁车辆上的应用。

关键词:玻璃钢;地铁车辆;应用

当前轨道交通已经成为城市的重要交通工具,地铁车辆为满足乘客对品种、舒适、美观等条件的要求,迫切需要提高客车内装材料的水平和档次,由于玻璃钢材料强度高,阻燃,耐腐蚀性强,成型方便,色彩丰富,装饰性好,便开始应于地铁车辆的内装,并获得很快地发展,得到越来越多的应用。

一、玻璃钢概念及主要性能

玻璃鋼(FRP)亦称作GFRP,即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称谓为玻璃纤维增强塑料,或称为玻璃钢。由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。质轻而硬,不导电,机械强度高,回收利用少,耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。

玻璃钢同一切复合材料一样,由两部分材料组成。一部分称为增强材料,在复合材料中起骨架作用;另一部分称为基体材料,在复合材料中起粘结作用。玻璃钢中的增强材料就是玻璃纤维。玻璃纤维是由熔融的玻璃拉成或吹成的无机纤维材料,其主要化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。制成的纤维有长丝、短丝及絮状物,直径一般为3-80微米,最粗也只有头发丝那样粗细。直径为10微米的玻璃纤维,抗拉强度为3600兆帕,相当于在每平方毫米的截面积上能承受360千克的拉力而不断。这种强度比高强度钢还高出2倍。

玻璃钢产品的某些物理性能和机械性能已超过一些有色金属,达到了钢材的水平,其主要特点有:密度小,质量轻,比重只有普通钢材的四分之一;

1机械强度高,为钢材的3倍~4倍;

2具有良好的耐酸碱腐蚀特性,不具有磁性,使用寿命更长;

3具有瞬间耐高温特性;

4阻燃性好。

二、玻璃钢成型工艺

随着玻璃钢材料得到迅速发展,成型工艺已有20多种,并成功地用于工业生产,目前世界上使用最多的成型工艺有以下四种:

1手糊法

设备投资低,产品形状的限制因素少,适合小批量生产。它的生产条件是需要制作产品的磨具,并掌握手糊工艺的技术要领。但这种制作方法所制成的产品,质量不稳定,产品的质量档次不够高,较难满足某些产品的性能要求。

2喷射法

是一种借助于喷射机器的手工积层的方法。该方法具有效率高、成本低的特点,有逐步取代传统的手糊工艺的趋势。其产品的整体性强,没有搭接缝,且制品的几何尺寸基本上没有受到限制,成型工艺不复杂,材料配方能保持一定的准确性。其不足之处,在于制品的质量在很大程度上,取决于操作工人的生产技能。另外,喷射所造成的污染,一般均大于其他的工艺方法。

3模压法

用浸胶布作为压膜料,首先将一定量的压膜料置于金属对模中,模压料置于金属对模中,而后在一定温度和压力下成型制得所需的玻璃钢制品。这种生产成型方法,所制的产品尺寸精度,表面光洁,可一次成型,生产效率较高,且产品质量较为稳定,适合于大批量制作各种小型玻璃钢制品。其不足之处是模具的设计和制造较为复杂,生产初期的投资较高,且制件受设备的限制较为突出。

4RTM法(树脂传递模塑)

在模腔中铺放增强材料预成形体,采用注射设备将专用树脂体系注入闭合模腔。该方法优点是环保、形成的层合板性能好且双面质量好,不足是树脂通过压力注射进入模腔形成的零件孔隙大、纤维含量较低、树脂在纤维中分布不均等。

三、玻璃钢在地铁车辆上的应用

地铁车辆的内装是大量使用玻璃钢材料的地方,用玻璃钢材料制造的座椅具有高强度、轻量化、耐老化、寿命长、免维护的特性,常温下没有害气体释放,高温燃烧烟雾小,无毒性气体产生。

玻璃钢可塑性较好,可以根据车型及用户要求设计成不同的造型,制作过程中可根据需要预埋型材或钢梁,以增加产品强度,如司机室外罩。

玻璃钢具有良好绝缘特性,产品后期补修方便,如司机台。

综上所述,玻璃钢材料不仅能够替代传统材料,在某些方面的性能还远远超越了传统材料,特别是在阻燃、减重、降噪、环保等方面发挥不可替代的作用。尽管玻璃钢的用量在整个地铁车辆的比例不高,但随着轨道车辆的发展,待于尝试的空间很大。

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