新材料在軌道交通車輛內飾中的應用

郝曉健

長春長客-龐巴迪軌道車輛有限公司 吉林長春 130000

1 軌道交通車輛內飾材料的發展概況

長期以來，膠合板占據了我國軌道交通車輛內飾材料的主體地位，大量應用于鐵路客車的地板、頂板、間壁、墻板等內飾件中。

膠合板內飾件一般造型簡單，密度大，外露表面可敷貼塑料貼面板來裝飾。隨著軌道交通車輛運營速度的提升和裝備技術的進步，現代車輛內飾在原來的設計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的內飾配件無論是在造型設計上還是在表面處理及性能上均無法滿足現代車輛內飾發展的要求，所以一大批替代的輕量化新材料應運而生。

2 玻璃鋼材料在內部裝飾中的應用

2.1 司機室頭罩

其一般采用整體式非飽和聚酯玻璃鋼材料，為泡沫夾芯結構，是整車外型設計中重要的一部分，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℃烘箱中進行24h的后固化，為保證產品的外形尺寸，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，兩側分別為4.5mm的玻璃纖維增強復合材料，由玻璃纖維表面氈、短切氈、方格布作為增強材料。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械連接件大大減少，表面更加光滑。司機室頭罩與刮雨器、天線、車燈、操縱臺等結構的接口處通常預埋連接板或加強板，以方便這些部件的安裝。司機室頭罩必須滿足強度和剛度要求，在高速運行時可承受沖擊，保證駕駛員及乘客的安全，泡沫夾芯材料通過面板和芯材的設計可達到設計要求，一般的頭罩拉伸強度≥120MPa，彎曲強度≥150MPa，沖擊強度≥150kJ/m2，隔聲性要求≥38dB（A），隔熱性要求≤1.8 W/（m2·K），并進行沖擊試驗，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，內表面容易產生毛刺、積膠、白絲、裂紋、缺損等缺陷，加工面容易產生分層缺陷。在糊制過程中玻纖布鋪設平整，樹脂涂敷均勻到位，輥子碾壓時用力均勻，可有效防止氣泡、分層的發生；內表面樹脂含量適中，不余留飛絲，可減少毛刺、白絲現象[1-2]。

2.2 導流罩

導流罩因型面復雜，采用整體成型方式大大提高了工藝性。我國地鐵車輛采用整體式或獨立式導流罩，采用真空導入的工藝制作，厚度約為5mm。通常，每一側導流罩與車體有兩處連接點，預埋螺柱在導流罩上，通過連接板與車體相連。

2.3 司機室內裝

司機室內裝由司機室天花板和司機室側墻組成，因司機室頭罩由大曲面構成，司機室側墻板也相應地具有一定的弧度，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埋嵌件的方式，脫模后機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。對座椅而言，安全性和舒適性是主要考核指標。對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異的力學性能，另外酚醛玻璃鋼在不添加任何阻燃劑時，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

門立柱罩構型復雜，翻邊、臺階較多，還要預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行產品的一次性造型，極大地縮短了生產試制周期[3]。

2.6 司機室操縱臺

司機室操縱臺由臺面骨架和臺下骨架兩部分組成，要求具有良好的流線型，司機操作方便，占用空間小，開啟方便，便于內部電氣設備維修，尤其是具有良好的電氣絕緣性。

2.7 客室側墻板

側墻板厚度一般為3-5mm，而長度方向和寬度方向尺寸相對較大，使用玻璃鋼材料可方便造型，并預留客室窗戶的位置，對廣告框、LED顯示屏的安裝孔可進行后期加工。

側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構，玻璃鋼側墻板減重效果明顯，當車體斷面為鼓型時，側墻板也相應地形成一定的弧度。

3 結語

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