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Nov 30, 2023

Vittoria del telaio leggero del carrello ferroviario in fibra di carbonio

The recycled carbon fiber bogies will now undergo extensive

I carrelli in fibra di carbonio riciclata saranno ora sottoposti a test approfonditi sul banco di prova da 3,5 milioni di sterline dell’Institute of Railway Research presso l’Università di Huddersfield

Università di Huddersfield

immagine: banco di prova dell'Istituto di ricerca ferroviaria (IRR).vedere di più

Credito: Università di Huddersfield

I carrelli dei veicoli ferroviari realizzati con fibra di carbonio riciclata potrebbero portare a notevoli risparmi per gli operatori, con una riduzione del peso del 50% che si traduce in un’enorme riduzione dell’usura dei binari e dei costi energetici e di manutenzione. Ora, un gruppo di ricerca dell’Università di Huddersfield effettuerà test approfonditi per garantire che il concetto possa realizzare il suo potenziale.

L'Università è sede dell'Istituto di Ricerca Ferroviaria (IRR). Ha aderito a un consorzio che comprende ELG Carbon Fiber Ltd, che ha sviluppato mezzi economicamente vantaggiosi per recuperare fibre di carbonio da scarti di produzione e componenti a fine vita, e Alstom Transport, produttore e manutentore di veicoli rotabili e Sensors and Composites Gruppo, Università di Birmingham. Il consorzio ha scelto Magma Structures come produttore preferito. Magma ha prodotto alberi in composito di carbonio per alcuni dei superyacht più grandi del mondo e tubi di carbonio specializzati per l'industria offshore altamente regolamentata.

Il Rail Safety and Standards Board (RSSB) ha lanciato un concorso sulla dinamica dei veicoli e il progetto ottimizzato del telaio leggero del carrello in fibra di carbonio è stato vincitore, tanto che sono stati messi a disposizione 1,25 milioni di sterline di finanziamenti per progettare e produrre un prototipo di carrello per un veicolo ferroviario per passeggeri . L'IRR dell'Università di Huddersfield ha contribuito con le sue specifiche e sarà costruito da Magma utilizzando fibre di carbonio riciclate da ELG.

Sarà poi testato dall’IRR nella prima metà del 2019, utilizzando la sua struttura leader del settore denominata HAROLD (Huddersfield Adhesion and Rolling contact Laboratory Dynamics rig). Il processo richiederà diversi mesi e includerà un test di fatica consistente in un milione di cicli di carico simulati.

"Questa è la prima volta che le fibre riciclate vengono utilizzate per un telaio di un carrello", ha affermato David Crosbee dell'Istituto, un esperto di dinamica dei veicoli ferroviari che sarà l'ingegnere capo per la fase di test del progetto.

L'uso della fibra di carbonio rispetto all'acciaio comporterà vantaggi che includono minori costi di manutenzione e riduzione del peso, il che significa minori costi di accesso ai binari, ha aggiunto.

"Caratterizzeremo la rigidità del telaio e utilizzeremo i risultati dei nostri test per convalidare il progetto", ha affermato Crosbee.

"Il processo culminerà con l'assemblaggio completo del carrello in funzione sulla piattaforma a rulli dell'Istituto e termineremo con alcuni test dinamici."

Sono allo studio anche altri potenziali benefici della fibra di carbonio. Il team del Sensors and Composites Group con sede presso l’Università di Birmingham installerà sensori di deformazione/temperatura in fibra ottica nella struttura in fibra di carbonio del carrello, fornendo un monitoraggio integrato delle condizioni.

Il progetto ottimizzato del telaio del carrello leggero in fibra di carbonio è stato nominato vincitore della categoria ferroviario ai JEC 2018 Composites Awards di Parigi. Il direttore tecnico di Magma Structures, Damon Roberts, ha ritirato il premio a nome del consorzio e ha dichiarato: "Gli operatori ferroviari stanno cercando di ridurre i costi associati ai danni ai binari, nonché il tempo e l'onere finanziario della manutenzione regolare dei carrelli dei vagoni ferroviari e delle unità di sospensione. L'uso di materiale riciclato La fibra di carbonio è un aspetto chiave di questo progetto e non solo contribuisce a rendere le soluzioni in materiali compositi una scelta attraente, ma porta anche il vantaggio di ridurre gli sprechi. Il telaio presenta vantaggi tra cui una riduzione del peso di almeno il 50% e una ridotta usura e manutenzione dei cingoli. Vengono utilizzate tecniche di produzione ad alto volume per ridurre il costo complessivo della soluzione composita."

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