全球首輛碳纖維材料地鐵車輛亮相柏林國際軌道交通技術展。中車四方股份公司供圖
（從左至右）中車四方股份公司總經理馬雙云、德國技術專家胡芬巴赫教授、中國駐德國大使史明德、中國中車總裁孫永才、中國中車副總裁王軍出席發布會，并共同按下啟動球，為新車揭幕。中車四方股份公司供圖
科技日報柏林9月18日電（記者顧鋼）全球首輛全碳纖維結構的輕量化地鐵車輛在柏林國際軌道交通技術展亮相。這項成果由中車四方股份公司與中德軌道交通技術（德累斯頓）聯合研發中心（CG Rail）自主研發，是中國中車股份有限公司“下一代地鐵”項目中的重大技術突破，也充分展現了中德合作在輕量化領域的強勁實力。
中國駐德國大使史明德、中國中車總裁孫永才、德國技術專家胡芬巴赫教授、中國中車副總裁王軍、中車四方股份公司總經理馬雙云出席發布會，并共同按下啟動球，為新車揭幕。
作為全球最大的軌道交通設備制造商，中車在“下一代地鐵”項目中，從綠色和節能的角度出發，致力于開發以地鐵為重點的更環保且性能更卓越的城市公共交通工具。它的問世，將引領地鐵車輛駛入更加綠色智能的新時代。相較傳統地鐵，新一代地鐵車輛最大特點是更輕、更節能。據中車四方股份公司副總工程師丁參參介紹，新一代地鐵車輛的司機室、車體、設備艙及轉向架構架四大核心部件等均使用碳纖維制造，使車輛實現大幅“瘦身”。以車體為例，碳纖維增強復合材料的使用率達到了70%。其重量與傳統鋁制車體相比，足足減輕了30%。
位于德累斯頓的中德軌道交通技術聯合研發中心為新車新材料的研發和設計作出了重要貢獻，除了通過模擬仿真尋找與材料特性相匹配的最優結構之外，CG Rail更掌握了先進、新型的輕量化制造工藝，通過對拉擠工藝的進一步發展，聯合研發中心目前已經具備壁厚達25毫米、大型、多腔碳纖維型材拉擠成型的能力，并且能夠在一個部件上高效率地完成多種纖維材料的多軸向排列。CG Rail總經理烏爾布里希特博士稱，原則上可以生產長度不受限制的型材，但受工廠場地限制，目前拉擠成型的部件最長達77米。
創新的工藝也在轉向架構架的生產上得到了充分的體現。其中縱梁和橫梁都采用了碳纖維增強復合材料。在制備過程中，首先編織或纏繞出梁的增強材料預成形體，再通過RTM工藝注射樹脂、加熱固化。極高的自動化水平使得整個制備流程具有可重復性，大大提高了生產效率。與傳統鋼結構相比，碳纖維轉向架構架減重達40%以上，并且能夠承受最高負載，可以滿足所有行駛動力學的要求。
碳纖維復合材料使用率高達90%的司機室和設備艙也為輕量化領域樹立了新的標桿。和傳統金屬材料相比，設備艙減重30%，司機室的“瘦身”更是達到了30%以上。除此之外，聯合研發中心的工程師們還在項目中攻克了諸多技術難題。比如，通過集成優化，在保證各功能完備的前提下，減少了零部件的數量和種類。到目前為止，CG Rail已申請了16項專利，這無疑是團隊蘊含的巨大創新潛力的最好證明。
