复合材料已显示出其在制造更轻、更节能、更经济的结构部件方面的巨大潜力。然而，现有的结构复合材料不能满足铁路部门的防火、防烟和毒性要求，也不能用于车体壳体零件的制造。在这种背景下,Cidetec公司协调里350万欧元开发开发可取代车体结构金属部件的新型纤维增强聚合物(FRP)来减轻列车重量。这就是Mat4Rail项目，一个Shif2Rail H2020项目，其目标既是开发这种材料来建造更轻的列车，也是通过列车内部设计的内置模块化来增加容量和乘客舒适度。
为了应对上述挑战，由Cidetec地面工程公司协调的Mat4Rail联合体有:
l合成新型阻燃树脂，并进行复合材料批次的生产和测试。
l根据聚合物材料的新要求修改疲劳和静载荷情况。
l进一步开发用于与铆接和螺栓连接的永久性和非永久性连接的结构胶粘剂以及新复合材料的修复。
l通过对三个分别基于复合材料、铝材和通过添加剂制造的评估。以评估门禁系统的新设计概念l列车内部设计的新概念包括:新电力设施的即插即用系统
l创新的轻便座椅和驾驶舱（包括创新的驾驶台，允许2-3级自动化等级(GOA)的不同用例，甚至可以在完全自动模式下转换为客舱）
基于玻璃、玄武岩和碳纤维增强材料，已开发出符合EN45545-2的六种新型复合材料，并已通过非常详细的测试活动进行了验证。红外热机械特性证明了这些复合材料在铁路应用方面的潜力，同时证明了它们是未来进入市场的低成本候选材料。它们是基于新型的环氧苯并恶嗪，并且已经开发出满足FST要求的混合化学基树脂。
此外，已针对结构胶粘剂验证了用于操作载荷和损伤累积的聚合物材料的认证程序，并且还介绍了两种具有新概念的新型门系统演示器。
在这6种复合材料中，具成本效益的一种由CIDETEC开发的配方被用来建造门复合材料展示器，该展示器将于5月份在Coexpair展台的JEC复合材料展上展出。
在室内设计的工作流程中，Mat4Rail开发一种超级灵活和智能的新型超轻型座椅系统，可以以超密集和快速的方式进行布置和安装。它由一个小框架结构组成，该框架结构内有智能编织镶嵌结构，产生所有符合人体工程学和舒适性的需求。轻量化的框架系统是悬臂式悬挂或基于地板的固定。这这一有形的、可生产的愿景将对显著减少零部件数量和总重量以及生产和使用过程中的生产成本和二氧化碳排放产生影响。
此外，Mat4Rail还开发了一个即插即用系统，该系统已达到全功能模型的阶段。该系统满足智能多层能源和通信网格和灵活的安装结构的所有需求，包括快速简单的翻新，安装在列车侧壁上，以及不同的照明和起重机系统上。
后，建立整个列车的虚拟原型，展示了司机的座舱以及即插即用系统和模块化座位的概念。
对铁路的影响
Mat4Rail协调员兼Cidetec地面工程业务开发经理Elena Jubete博士向我们解释这些结果可能对铁路行业产生的重大影响:
“Cidetec很高兴能推动这项计划，我们相信Mat4Rail会为未来的列车做出重大贡献。它将使基于满足FST(防火、烟雾和毒性)要求以及铁路机械性能和成本效益标准的新型树脂为车体壳体部件引入新的复合材料成为可能。
与铆接/螺栓相结合的结构胶接将聚合物材料与金属连接，使车体具备初级多材料结构。这将使车身外壳部分的重量减少30%，车门系统的重量减少10-20%，具体取决于列车系列。此外，Mat4Rail的结果将通过降低维护和翻新成本提高铁路运营商的竞争力，同时提高乘客舒适度，增加铁路运营商的乘客数量和盈利能力。新的内部设计概念预计将增加容量高达30%，降低维护成本，并由于重量减轻而减少能源消耗。这些伟大成果是欧洲各地包括研究人员、设计师和工程师在内的专业人士合作努力取得的。
可以肯定的是，CIDETEC表面工程公司聚合物和复合材料部门在开发新型树脂和复合材料方面的经验，以及CIDETEC(参与了45个欧洲H2020项目，其中14个是协调人)及其合作伙伴在欧洲的良好定位，肯定与取得这些重大成果有关。
简而言之，于2019年底敲定的Mat4Rail汇集了6家研究机构(CIDETEC、AIMPLAS、ITA Innova、Rise CenTexBel和不来梅大学)以及10家市场和/或中小企业高度创新的公司(亨斯迈先进材料公司、IMA Dresden公司、NVGTR公司、GRrammer公司、ASAS公司、spirity Design公司、ESCATEC公司、INDAT公司、CoExair公司和Accelopment公司)。Mat4Rail与一个名为Pivot的Shift2Rail成员补充项目并行运行，该项目由庞巴迪(Bombardier)协调，涉及大型火车制造商和服务供应商，如Talgo、CAF、Aernnova和SNCF。
本文来源：CIDETEC
