单位:哈尔滨玻璃钢研究院有限公司
项目是由哈尔滨玻璃钢研究院有限公司自主创新研发,主要应用于复合材料领域。
复合材料现已在航天航空,轨道交通,深海探测,电力通讯等多个国家大型项目中得到广泛应用,目前高铁关键构件复合材料化仍处于起步阶段,存在部分构件复合材料成型困难、成型效率不高、替代难度较大、验证过程复杂、成本相比原金属材质较高等问题。本项目基于我国高铁领域的快速发展,着力解决关键构件的成型工艺问题,如多腔体结构拉挤工艺预成型工装设计,高压RTM工艺相关技术参数研究,低压压力容器罐体缠绕材料选用等,以利用复合材料(碳纤维复合材料)替换原有金属材质高铁用部件,达到减轻重量、提高车辆整体刚度的目的,并且实现关键构件(主承力部件)碳纤维复合材料替代。针对高铁应用需求及构件结构形式,目前已根据成型工艺分析及结构计算,对不同构件采用多种工艺(拉挤工艺,缠绕工艺,高压RTM工艺)进行研制生产,并且将已生产构件与国外生产件进行了试验对比,各项力学性能指标已超过国外生产构件。
项目的主要创新点包括:1)采用高压RTM(真空辅助)成型,达到较高的产品内部质量(孔隙率较低<0.5%),产品整体刚度较大。2)采用多轴箱碳纤维织物拉挤,使构件各方向均具有较高的强度,并且提高产品表面质量及产品质量一致性,提高的生产效率。3)采用高分子材质作为低压高寿命压力容器内胆,外层采用碳纤维缠绕作结构层,起到减重,提高压力容器适装性,改善渗透性等工艺目标。
项目自2020年 1 月投产上线以来产生显著效果。目前碳纤维设备舱骨架已成功研制生产交付,并通过600公里试车测试,根据市场反馈,完成验证工作后,将进行批量装车。