紡織纖維材料開創(chuàng)出行新篇章

2024中國軌道交通裝備材料與技術(shù)創(chuàng)新論壇舉辦

近年來，隨著軌道交通技術(shù)的不斷進步和人們對出行體驗要求的日益提升，對軌道交通車輛的材料性能提出了更高要求。纖維材料正以其獨特的性能優(yōu)勢，成為推動軌道交通輕量化、環(huán)?；?、智能化發(fā)展的重要力量，為軌道交通的發(fā)展注入新的活力與可能。

10月12日，2024中國軌道交通裝備材料與技術(shù)創(chuàng)新論壇在青島世界博覽城舉行。國家高速列車技術(shù)創(chuàng)新中心科技發(fā)展部副部長高寶杰、國家先進功能纖維創(chuàng)新中心主任王玉萍、青島軌道交通產(chǎn)業(yè)示范區(qū)管理委員會部門主管趙明啟、航材國創(chuàng)（青島）高鐵材料研究院有限公司總經(jīng)理宋曉輝等領(lǐng)導(dǎo)嘉賓出席了此次論壇。

本次論壇由青島軌道交通產(chǎn)業(yè)示范區(qū)管理委員會、國家高速列車技術(shù)創(chuàng)新中心、國家先進功能纖維創(chuàng)新中心、航材國創(chuàng)（青島）高鐵材料研究院有限公司主辦，中國和平利用軍工技術(shù)協(xié)會、軍工資源網(wǎng)、濟南市企業(yè)創(chuàng)新促進會承辦。

產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，

助力軌道交通行業(yè)更高質(zhì)量、更可持續(xù)發(fā)展

當(dāng)前，我國軌道交通裝備材料與技術(shù)創(chuàng)新正處于快速發(fā)展的關(guān)鍵時期。隨著“十四五”規(guī)劃的實施和交通強國戰(zhàn)略的提出，軌道交通行業(yè)正面臨著前所未有的歷史性機遇。

高寶杰表示，目前國創(chuàng)中心由探索期進入快速培育期。在新型研發(fā)機構(gòu)體制機制和頂尖專家擘畫戰(zhàn)略模式下，國創(chuàng)中心勇?lián)鷩覒?zhàn)略、突破關(guān)鍵技術(shù)、聚集高端智力、孵化科技型企業(yè)、促進終端成果轉(zhuǎn)化，形成了以創(chuàng)新生態(tài)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺、自主工業(yè)軟件、系列化軌道車輛車載網(wǎng)絡(luò)安全防護系統(tǒng)為代表的一系列關(guān)鍵研發(fā)成果，并立足聚資源、促協(xié)同、推轉(zhuǎn)化、帶產(chǎn)業(yè)功能，加快建設(shè)創(chuàng)新生態(tài)、技術(shù)研發(fā)、制造服務(wù)、成果轉(zhuǎn)化四大平臺，為構(gòu)建創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同聯(lián)動的軌道交通新價值生態(tài)，引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新促進軌道產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展發(fā)揮關(guān)鍵作用，為軌道交通裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。

王玉萍表示，技術(shù)創(chuàng)新已成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力，智能制造、新材料應(yīng)用、綠色環(huán)保等方面的突破將為行業(yè)帶來全新的發(fā)展空間。而纖維材料作為新材料的重要組成，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，其創(chuàng)新升級以及技術(shù)水平的提升，將極大推動軌道交通裝備制造業(yè)的發(fā)展，形成產(chǎn)業(yè)與材料、技術(shù)相互促進、協(xié)同發(fā)展，多向滲透融合，全方面互通互聯(lián)的態(tài)勢。

王玉萍介紹，創(chuàng)新中心一直致力于纖維材料領(lǐng)域的研究與創(chuàng)新，圍繞功能纖維新材料、高端用纖維材料及紡織品、前沿纖維新材料等方向，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)體系和技術(shù)創(chuàng)新體系。在軌道交通領(lǐng)域，創(chuàng)新中心具備提供纖維材料的成套解決方案能力，如自主開發(fā)的石墨烯加熱產(chǎn)品可提供舒適性熱力保障，過濾安全防護產(chǎn)品可用于軌交通風(fēng)系統(tǒng)，生物基纖維材料可用于環(huán)保軌交內(nèi)飾等。本次論壇旨在探討最前沿的科研成果、分享成功的應(yīng)用案例，并促進產(chǎn)學(xué)研深度合作，希望大家聚焦纖維新材料與軌道交通領(lǐng)域的交叉融合，探索互利互贏式發(fā)展，將合作從論壇交流的層面推向更廣領(lǐng)域、更高水平，實現(xiàn)資源共享、價值共享、成果共享，真正實現(xiàn)跨行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，激活創(chuàng)新鏈，升級產(chǎn)業(yè)鏈。

宋曉輝表示，近年來，我國軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴大，運營里程逐年增長，成為全球軌道交通運營里程最長的國家。在這一過程中，軌道交通裝備材料領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用也取得了顯著進展。先進復(fù)合材料、高強度合金、環(huán)保涂料等新材料的應(yīng)用，不僅減輕了列車的重量，提高了運行效率，還降低了能耗和排放，為軌道交通的綠色發(fā)展提供了有力支撐?，F(xiàn)階段，軌道交通裝備材料領(lǐng)域仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。隨著列車運行速度的不斷提升和環(huán)保節(jié)能要求的日益嚴格，如何進一步提升材料的性能、降低成本、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是我們必須面對的重要課題。同時，推動軌道交通裝備材料領(lǐng)域的智能化、信息化發(fā)展，也是行業(yè)企業(yè)需要積極探索的方向。

產(chǎn)學(xué)研用融合，

推動軌道交通材料與技術(shù)創(chuàng)新邁上新臺階

主題報告環(huán)節(jié)，行業(yè)內(nèi)多位專家學(xué)者、領(lǐng)軍人才、企業(yè)創(chuàng)新人才深度解析了纖維材料在高端裝備的前沿話題、熱點問題，展示技術(shù)和應(yīng)用的創(chuàng)新思路與經(jīng)驗，助力軌道交通裝備材料技術(shù)突破，掌握高端裝備產(chǎn)品譜系，增強產(chǎn)業(yè)生存力、競爭力、發(fā)展力和持續(xù)力。

中車工業(yè)研究院（青島）有限公司副院長章瀟慧作“軌道交通裝備復(fù)合材料應(yīng)用現(xiàn)狀與展望”的報告，現(xiàn)階段碳纖維復(fù)材在軌道交通領(lǐng)域尚未實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，面臨材料、設(shè)計、工藝、標(biāo)準(zhǔn)等多方面的挑戰(zhàn)。她建議，上下游協(xié)同創(chuàng)新，積極開展合作，建立以需求為導(dǎo)向、以材料特性為依托的技術(shù)研究和正向設(shè)計思維，強化頂層設(shè)計。圍繞復(fù)材產(chǎn)品批量化應(yīng)用需求，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、搭建平臺、開發(fā)材料，堅持成本導(dǎo)向的三個一體化正向設(shè)計，構(gòu)建軌道交通車型設(shè)計驗證體系，建立碳纖維復(fù)合材料質(zhì)量體系，同時圍繞復(fù)材產(chǎn)品批量化應(yīng)用需求，集中力量解決標(biāo)準(zhǔn)缺失問題，同心合力助推軌道交通復(fù)合材料低成本、批量化制造快速發(fā)展。

在“軌道交通車輛裝備材料發(fā)展現(xiàn)狀與鎂合金材料工程化應(yīng)用情況”的報告中，中車青島四方機車車輛股份有限公司高級工程師林化強介紹了軌道交通車輛裝備材料發(fā)展現(xiàn)狀、車輛內(nèi)飾鎂合金材料的工程應(yīng)用、車體鎂合金材料的工程應(yīng)用、車輛底架鎂合金材料的工程應(yīng)用，以及車輛關(guān)鍵塊料部件技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新模式。他表示，鎂合金軌道交通車輛擠壓型材包括擠壓側(cè)墻型材、地板導(dǎo)槽型材、橫梁型材、中央縱梁及內(nèi)外側(cè)縱梁型材等。該系列高鐵、地鐵型材具有大截面、超長度、高精度等特點，形狀復(fù)雜，擠壓難度大，對擠壓、精加工及表面處理的要求都很高。

東華大學(xué)材料學(xué)院教授委員會副主任李光作“工程塑料在交通裝備上的應(yīng)用”的報告，交通大發(fā)展與雙碳戰(zhàn)略給以塑代鋼提供了新機遇，中國乘用車市場的不斷增長，高鐵運營里程的不斷增加，促進了工程塑料在交通領(lǐng)域的應(yīng)用。他表示，在各種類型復(fù)合材料中，纖維增強樹脂復(fù)合材料比重低、比強度大、比模量高，可以有效提高復(fù)合材料的抗拉強度和模量，使用最廣、產(chǎn)量最大。車用工程塑料一般是纖維增強樹脂基復(fù)合材料，主要應(yīng)用于車輛內(nèi)外裝飾件、底盤及動力總成部件、汽車電子部件等。

武漢紡織大學(xué)紡織學(xué)院副院長夏治剛作“玄武巖纖維無損復(fù)構(gòu)紗及其軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用”的報告，玄武巖纖維綠色環(huán)保、兼具絕緣絕熱特性，可替代碳纖和芳綸。玄武巖纖維窗簾布是以連續(xù)玄武巖纖維的機織物為基材，對其進行表面處理而制得的窗簾布，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、商場、軌道車輛、高檔寫字樓等人員密集、防火等級要求高的場所。目前，已初步研制出皮膚友好型、抗爆燃、萬次耐磨的玄武巖纖維無損復(fù)構(gòu)紗面料，可應(yīng)用于高鐵座椅套、軌道交通制服、高鐵滅火毯等。

國家先進功能纖維創(chuàng)新中心研發(fā)部副部長張林作“氫能在軌道交通的應(yīng)用前景及水電解制氫隔膜的研制”的報告，氫能應(yīng)用場景廣泛，儲運方式多樣，且生態(tài)友好，具有高效性，廣泛用于儲能、電力、交通運輸、建筑供暖等領(lǐng)域。氫能在鐵路交通領(lǐng)域的應(yīng)用主要是與燃料電池結(jié)合構(gòu)成動力系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機。他表示，軌道交通與氫能融合技術(shù)體系覆蓋氫能的全生命周期，因此，軌道交通與能源融合關(guān)鍵技術(shù)包括制氫、儲氫、運氫、氫加注、氫燃料電池以及氫能與軌道交通融合應(yīng)用技術(shù)等。目前，國內(nèi)制氫隔膜面臨國外隔膜壟斷、市場空間大、性能和技術(shù)創(chuàng)新有待提升。

四川大學(xué)分析測試中心教授王孝軍作“高性能熱塑性復(fù)合材料技術(shù)開發(fā)及其應(yīng)用”的報告，熱塑性復(fù)合材料成型時間短、可二次加工，具有低密度、低吸濕、尺寸穩(wěn)定、耐腐蝕、環(huán)境適應(yīng)性強、優(yōu)異的綜合力學(xué)性能、易回收、可循環(huán)使用、低有機揮發(fā)、易阻燃等特點，具有更寬的溫度適用范圍，更低的價格，更高的性價比。他表示，高性能熱塑性復(fù)合材料開發(fā)過程中遇到了航空級聚苯硫醚專用樹脂分子設(shè)計及合成、熱塑性復(fù)合材料界面結(jié)合機理與調(diào)控、高性能熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸料批量制造等科學(xué)和技術(shù)問題，目前其團隊已成功解決纖維在高粘度熔體中的分散問題，并實現(xiàn)了熔體法預(yù)浸料的批量生產(chǎn)能力。

北京普瑞賽司儀器有限公司技術(shù)總監(jiān)張鵬作“AI技術(shù)在材料顯微分析中的最新應(yīng)用及進展”的報告，圖像分析智能化、AI賦能顯微成像分析是未來金相檢驗的趨勢，包括準(zhǔn)備數(shù)據(jù)集、構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、特征提取、訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、驗證神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精度等。金相智能分析系統(tǒng)識別流程主要是收集包含各種類型的帶有標(biāo)簽的大量圖片，分成訓(xùn)練集、驗證集和測試集；針對任務(wù)選擇適合的主干卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的卷積層部分自動對圖像的各個部分提取特征；設(shè)置調(diào)整模型的超參數(shù)；使用驗證集中的圖片來評估模型。

威海拓展纖維有限公司秘書長張順作“國產(chǎn)碳纖維高質(zhì)量發(fā)展及復(fù)合材料化應(yīng)用”的報告，與國外相比，碳纖維在航空航天軍工、壓力容器、混配模成型等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用仍有較大上升空間，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可以進一步優(yōu)化。他表示，全碳纖維復(fù)合材料對軌道交通車輛來說，可能價格較高，可采用碳纖維與其他價格較低的材料混雜鋪層方式來代替金屬結(jié)構(gòu)。通過鋪層設(shè)計，在關(guān)鍵鋪層和部位使用碳纖維，并結(jié)合整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與低成本成型工藝，在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重與性能提高的同時，使制件全壽命成本低于金屬。預(yù)計近期碳纖維復(fù)合材料應(yīng)用在重要領(lǐng)域會取得比較大的突破。