16 grudnia 2017


Części z tworzyw sztucznych produkowane w technologii wtrysku, przy mniejszych ilościach generują spore koszty narzędzi (sięgające setek tysięcy euro), co znacząco ogranicza rentowność projektów wnętrz pojazdów szynowych. W tej branży dla mniejszych serii wykorzystuje się technologie kompozytów, a w szczególności laminat poliestrowo-szklany.

Jan Szabla

Materiał ten od wielu już lat cieszy się popularnością i z powodzeniem wykorzystywany jest w obszarze konstrukcji kolejowych, zarówno wnętrz wagonów, jak i elementów zewnętrznych. Szerokie zastosowanie tego laminatu powodowane jest również jego właściwościami wytrzymałościowymi, które dorównują klasycznym konstrukcjom, przy mniejszej – prawie o połowę – masie. Sam temat redukcji masy w konstrukcjach pojazdów szynowych nie jest jeszcze tak bardzo popularny jak w inny branżach, np. w przemyśle samochodowym, ale pojawia się coraz częściej, jako wymóg klienta, czy też kryterium oceny jakości dostarczanych podzespołów. W najbliższych latach nastąpi jeszcze większy wzrost znaczenia konstrukcji szynowych z wykorzystaniem materiałów lekkich oraz superlekkich.

projektowanie laminatow
Rys. 1    Insert z blachy metalowej z wykonanymi otworami technologicznymi umożliwiającymi wlaminowanie

O jakości elementów poliestrowo-szklanych decyduje w głównym stopniu poprawne wykonanie detalu. Jednak równie ważna jest odpowiednia konstrukcja i właściwa metodologia modelowania, dzięki czemu unikamy zmian konstrukcyjnych na etapie produkcji seryjnej, zapobiegając w ten sposób dodatkowym kosztom.
Projektując elementy poliestrowo-szklane należy pamiętać o zasadach i ograniczeniach (czy może raczej – możliwościach) tej technologii. Jeśli osoby odpowiedzialne za rozwój produktu w dziale konstrukcyjnym nie mają odpowiedniej wiedzy na ten temat, warto by na wczesnym etapie projektowym postarały się o wsparcie ze strony kolegów technologów bądź specjalistów ze strony poddostawcy, który laminaty będzie wykonywać.

Technologia
Projektując detal, należy zdefiniować, w jakiej technologii będzie on produkowany, a tę dobiera się w zależności od stawianych wymagań. Laminat wytworzony metodą infuzji będzie odznaczać się lepszymi parametrami wytrzymałościowymi niż laminat ręczny. Wynika to z kierunkowego ułożenia mat włókna szklanego i związanej z tym anizotropii materiału. Na wybór technologii wytwarzania mają wpływ również założenia jakościowe. Jeżeli produktem będzie uchylny stolik w przedziale pasażerskim, i jako jeden element ma on być obustronnie gładki, to trudno będzie uzyskać taki efekt laminując ręcznie. Wymagałoby to dodatkowego klejenia dwóch oddzielnych elementów. Klejenie zaś zaliczane jest do procesów specjalnych – zawsze więc warto sprawdzić, jaki wpływ będzie to miało na koszty i jakie zmiany wygeneruje w procesie.


cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (120) wrzesień 2017