新材料在軌道交通車輛內(nèi)飾中的應(yīng)用

郝曉健

長(zhǎng)春長(zhǎng)客-龐巴迪軌道車輛有限公司 吉林長(zhǎng)春 130000

1 軌道交通車輛內(nèi)飾材料的發(fā)展概況

長(zhǎng)期以來(lái)，膠合板占據(jù)了我國(guó)軌道交通車輛內(nèi)飾材料的主體地位，大量應(yīng)用于鐵路客車的地板、頂板、間壁、墻板等內(nèi)飾件中。

膠合板內(nèi)飾件一般造型簡(jiǎn)單，密度大，外露表面可敷貼塑料貼面板來(lái)裝飾。隨著軌道交通車輛運(yùn)營(yíng)速度的提升和裝備技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代車輛內(nèi)飾在原來(lái)的設(shè)計(jì)中又增加了輕量化和隔音降噪的要求，為保證軌道交通車輛旅客界面的美觀和舒適，原先僅使用以膠合板為主材質(zhì)的內(nèi)飾配件無(wú)論是在造型設(shè)計(jì)上還是在表面處理及性能上均無(wú)法滿足現(xiàn)代車輛內(nèi)飾發(fā)展的要求，所以一大批替代的輕量化新材料應(yīng)運(yùn)而生。

2 玻璃鋼材料在內(nèi)部裝飾中的應(yīng)用

2.1 司機(jī)室頭罩

其一般采用整體式非飽和聚酯玻璃鋼材料，為泡沫夾芯結(jié)構(gòu)，是整車外型設(shè)計(jì)中重要的一部分，與車體連接采取膠接的方式。一般采用手糊后真空袋壓的工藝制作，在模具上固化8h后，推入60℃烘箱中進(jìn)行24h的后固化，為保證產(chǎn)品的外形尺寸，使用撐桿將頭罩熱脹冷縮的影響降到最低。

我國(guó)地鐵車輛選用的頭罩總厚度為34mm，中間泡沫芯材厚度為25mm，兩側(cè)分別為4.5mm的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由玻璃纖維表面氈、短切氈、方格布作為增強(qiáng)材料。四周與車體粘接部分通常伸出17mm的法蘭邊，使粘接寬度達(dá)到50mm，如圖1、2所示。

圖1

圖2

大曲面的整體成型工藝使頭罩機(jī)械連接件大大減少，表面更加光滑。司機(jī)室頭罩與刮雨器、天線、車燈、操縱臺(tái)等結(jié)構(gòu)的接口處通常預(yù)埋連接板或加強(qiáng)板，以方便這些部件的安裝。司機(jī)室頭罩必須滿足強(qiáng)度和剛度要求，在高速運(yùn)行時(shí)可承受沖擊，保證駕駛員及乘客的安全，泡沫夾芯材料通過(guò)面板和芯材的設(shè)計(jì)可達(dá)到設(shè)計(jì)要求，一般的頭罩拉伸強(qiáng)度≥120MPa，彎曲強(qiáng)度≥150MPa，沖擊強(qiáng)度≥150kJ/m2，隔聲性要求≥38dB（A），隔熱性要求≤1.8 W/（m2·K），并進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，要求頭罩試樣不被穿透。

玻璃鋼頭罩成型后外表面容易存在的缺陷有裂縫、色差、起泡等，內(nèi)表面容易產(chǎn)生毛刺、積膠、白絲、裂紋、缺損等缺陷，加工面容易產(chǎn)生分層缺陷。在糊制過(guò)程中玻纖布鋪設(shè)平整，樹脂涂敷均勻到位，輥?zhàn)幽雺簳r(shí)用力均勻，可有效防止氣泡、分層的發(fā)生；內(nèi)表面樹脂含量適中，不余留飛絲，可減少毛刺、白絲現(xiàn)象[1-2]。

2.2 導(dǎo)流罩

導(dǎo)流罩因型面復(fù)雜，采用整體成型方式大大提高了工藝性。我國(guó)地鐵車輛采用整體式或獨(dú)立式導(dǎo)流罩，采用真空導(dǎo)入的工藝制作，厚度約為5mm。通常，每一側(cè)導(dǎo)流罩與車體有兩處連接點(diǎn)，預(yù)埋螺柱在導(dǎo)流罩上，通過(guò)連接板與車體相連。

2.3 司機(jī)室內(nèi)裝

司機(jī)室內(nèi)裝由司機(jī)室天花板和司機(jī)室側(cè)墻組成，因司機(jī)室頭罩由大曲面構(gòu)成，司機(jī)室側(cè)墻板也相應(yīng)地具有一定的弧度，所以采取手糊并抽真空的工藝可使其性能滿足要求，與車體連接部分采用預(yù)埋嵌件的方式，脫模后機(jī)加工出腰型孔等特征。

2.4 客室座椅椅面

客室座椅由骨架和椅面組成，骨架通常由鋁合或不銹鋼管材組焊而成，椅面樹脂通常采用不飽和聚酯或酚醛樹脂。對(duì)座椅而言，安全性和舒適性是主要考核指標(biāo)。對(duì)比酚醛樹脂玻璃鋼和不飽和聚酯玻璃鋼兩種材料，可得知酚醛樹脂玻璃鋼相比于聚酯玻璃鋼有更優(yōu)異的力學(xué)性能，另外酚醛玻璃鋼在不添加任何阻燃劑時(shí)，高溫下仍能保持其物理特性不降低，這是聚酯玻璃鋼所不具有的。

2.5 門立柱罩

門立柱罩構(gòu)型復(fù)雜，翻邊、臺(tái)階較多，還要預(yù)留乘客通話裝置的安裝孔，緊急解鎖裝置安裝孔及車門扶手的安裝孔，采用模具可方便地進(jìn)行產(chǎn)品的一次性造型，極大地縮短了生產(chǎn)試制周期[3]。

2.6 司機(jī)室操縱臺(tái)

司機(jī)室操縱臺(tái)由臺(tái)面骨架和臺(tái)下骨架兩部分組成，要求具有良好的流線型，司機(jī)操作方便，占用空間小，開啟方便，便于內(nèi)部電氣設(shè)備維修，尤其是具有良好的電氣絕緣性。

2.7 客室側(cè)墻板

側(cè)墻板厚度一般為3-5mm，而長(zhǎng)度方向和寬度方向尺寸相對(duì)較大，使用玻璃鋼材料可方便造型，并預(yù)留客室窗戶的位置，對(duì)廣告框、LED顯示屏的安裝孔可進(jìn)行后期加工。

側(cè)墻板一般使用螺栓緊固或使用膠黏劑粘接的方式，相比于鋁型材或蜂窩結(jié)構(gòu)，玻璃鋼側(cè)墻板減重效果明顯，當(dāng)車體斷面為鼓型時(shí)，側(cè)墻板也相應(yīng)地形成一定的弧度。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)文明的進(jìn)步和生活水平的提高，人們對(duì)軌道交通車輛的便捷性提出更高要求的同時(shí)，也對(duì)軌道交通車輛的安全性、舒適性和可靠性提出了越來(lái)越高的期望。軌道交通車輛作為乘客的直接接觸界面，其內(nèi)飾設(shè)計(jì)直接決定了乘客對(duì)乘坐軌道交通車輛的直觀感受。