紡織纖維材料開創出行新篇章

2024中國軌道交通裝備材料與技術創新論壇舉辦

近年來，隨著軌道交通技術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勢，成為推動軌道交通輕量化、環保化、智能化發展的重要力量，為軌道交通的發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創新論壇在青島世界博覽城舉行。國家高速列車技術創新中心科技發展部副部長高寶杰、國家先進功能纖維創新中心主任王玉萍、青島軌道交通產業示范區管理委員會部門主管趙明啟、航材國創（青島）高鐵材料研究院有限公司總經理宋曉輝等領導嘉賓出席了此次論壇。

本次論壇由青島軌道交通產業示范區管理委員會、國家高速列車技術創新中心、國家先進功能纖維創新中心、航材國創（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協會、軍工資源網、濟南市企業創新促進會承辦。

產業鏈協同創新，

助力軌道交通行業更高質量、更可持續發展

當前，我國軌道交通裝備材料與技術創新正處于快速發展的關鍵時期。隨著“十四五”規劃的實施和交通強國戰略的提出，軌道交通行業正面臨著前所未有的歷史性機遇。

高寶杰表示，目前國創中心由探索期進入快速培育期。在新型研發機構體制機制和頂尖專家擘畫戰略模式下，國創中心勇擔國家戰略、突破關鍵技術、聚集高端智力、孵化科技型企業、促進終端成果轉化，形成了以創新生態工業互聯網平臺、自主工業軟件、系列化軌道車輛車載網絡安全防護系統為代表的一系列關鍵研發成果，并立足聚資源、促協同、推轉化、帶產業功能，加快建設創新生態、技術研發、制造服務、成果轉化四大平臺，為構建創新鏈、產業鏈協同聯動的軌道交通新價值生態，引領技術創新促進軌道產業集群發展發揮關鍵作用，為軌道交通裝備制造業的轉型升級和高質量發展提供有力支撐。

王玉萍表示，技術創新已成為行業發展的關鍵驅動力，智能制造、新材料應用、綠色環保等方面的突破將為行業帶來全新的發展空間。而纖維材料作為新材料的重要組成，被廣泛應用于生產生活的各個領域，其創新升級以及技術水平的提升，將極大推動軌道交通裝備制造業的發展，形成產業與材料、技術相互促進、協同發展，多向滲透融合，全方面互通互聯的態勢。

王玉萍介紹，創新中心一直致力于纖維材料領域的研究與創新，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，構建產業體系和技術創新體系。在軌道交通領域，創新中心具備提供纖維材料的成套解決方案能力，如自主開發的石墨烯加熱產品可提供舒適性熱力保障，過濾安全防護產品可用于軌交通風系統，生物基纖維材料可用于環保軌交內飾等。本次論壇旨在探討最前沿的科研成果、分享成功的應用案例，并促進產學研深度合作，希望大家聚焦纖維新材料與軌道交通領域的交叉融合，探索互利互贏式發展，將合作從論壇交流的層面推向更廣領域、更高水平，實現資源共享、價值共享、成果共享，真正實現跨行業協同創新，激活創新鏈，升級產業鏈。

宋曉輝表示，近年來，我國軌道交通網絡規模不斷擴大，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域的技術創新與應用也取得了顯著進展。先進復合材料、高強度合金、環保涂料等新材料的應用，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展提供了有力支撐。現階段，軌道交通裝備材料領域仍然面臨著諸多挑戰。隨著列車運行速度的不斷提升和環保節能要求的日益嚴格，如何進一步提升材料的性能、降低成本、實現可持續發展，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域的智能化、信息化發展，也是行業企業需要積極探索的方向。

產學研用融合，

推動軌道交通材料與技術創新邁上新臺階

主題報告環節，行業內多位專家學者、領軍人才、企業創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，展示技術和應用的創新思路與經驗，助力軌道交通裝備材料技術突破，掌握高端裝備產品譜系，增強產業生存力、競爭力、發展力和持續力。

中車工業研究院（青島）有限公司副院長章瀟慧作“軌道交通裝備復合材料應用現狀與展望”的報告，現階段碳纖維復材在軌道交通領域尚未實現規模化應用，面臨材料、設計、工藝、標準等多方面的挑戰。她建議，上下游協同創新，積極開展合作，建立以需求為導向、以材料特性為依托的技術研究和正向設計思維，強化頂層設計。圍繞復材產品批量化應用需求，統一標準、搭建平臺、開發材料，堅持成本導向的三個一體化正向設計，構建軌道交通車型設計驗證體系，建立碳纖維復合材料質量體系，同時圍繞復材產品批量化應用需求，集中力量解決標準缺失問題，同心合力助推軌道交通復合材料低成本、批量化制造快速發展。

在“軌道交通車輛裝備材料發展現狀與鎂合金材料工程化應用情況”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展現狀、車輛內飾鎂合金材料的工程應用、車體鎂合金材料的工程應用、車輛底架鎂合金材料的工程應用，以及車輛關鍵塊料部件技術研發創新模式。他表示，鎂合金軌道交通車輛擠壓型材包括擠壓側墻型材、地板導槽型材、橫梁型材、中央縱梁及內外側縱梁型材等。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。

東華大學材料學院教授委員會副主任李光作“工程塑料在交通裝備上的應用”的報告，交通大發展與雙碳戰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域的應用。他表示，在各種類型復合材料中，纖維增強樹脂復合材料比重低、比強度大、比模量高，可以有效提高復合材料的抗拉強度和模量，使用最廣、產量最大。車用工程塑料一般是纖維增強樹脂基復合材料，主要應用于車輛內外裝飾件、底盤及動力總成部件、汽車電子部件等。

武漢紡織大學紡織學院副院長夏治剛作“玄武巖纖維無損復構紗及其軌道交通領域應用”的報告，玄武巖纖維綠色環保、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，可廣泛應用于醫院、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構紗面料，可應用于高鐵座椅套、軌道交通制服、高鐵滅火毯等。

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

四川大學分析測試中心教授王孝軍作“高性能熱塑性復合材料技術開發及其應用”的報告，熱塑性復合材料成型時間短、可二次加工，具有低密度、低吸濕、尺寸穩定、耐腐蝕、環境適應性強、優異的綜合力學性能、易回收、可循環使用、低有機揮發、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，高性能熱塑性復合材料開發過程中遇到了航空級聚苯硫醚專用樹脂分子設計及合成、熱塑性復合材料界面結合機理與調控、高性能熱塑性復合材料預浸料批量制造等科學和技術問題，目前其團隊已成功解決纖維在高粘度熔體中的分散問題，并實現了熔體法預浸料的批量生產能力。

北京普瑞賽司儀器有限公司技術總監張鵬作“AI技術在材料顯微分析中的最新應用及進展”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，包括準備數據集、構建神經網絡、特征提取、訓練神經網絡參數、驗證神經網絡精度等。金相智能分析系統識別流程主要是收集包含各種類型的帶有標簽的大量圖片，分成訓練集、驗證集和測試集；針對任務選擇適合的主干卷積神經網絡；卷積神經網絡的卷積層部分自動對圖像的各個部分提取特征；設置調整模型的超參數；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“國產碳纖維高質量發展及復合材料化應用”的報告，與國外相比，碳纖維在航空航天軍工、壓力容器、混配模成型等工業領域應用仍有較大上升空間，產業結構可以進一步優化。他表示，全碳纖維復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構。通過鋪層設計，在關鍵鋪層和部位使用碳纖維，并結合整體結構的設計與低成本成型工藝，在實現結構減重與性能提高的同時，使制件全壽命成本低于金屬。預計近期碳纖維復合材料應用在重要領域會取得比較大的突破。