科技日报柏林9月18日电(记者顾钢)全球首辆全碳纤维结构的轻量化地铁车辆18日在柏林国际轨道交通技术展亮相。这项成果由中车四方股份公司与中德轨道交通技术(德累斯顿)联合研发中心(CG Rail)自主研发，是中国中车股份有限公司“下一代地铁”项目中的重大技术突破，也充分展现了中德合作在轻量化领域的强劲实力。
相较传统地铁，新一代地铁车辆最大特点是更轻、更节能。据中车四方股份公司副总工程师丁参参介绍，新一代地铁车辆的司机室、车体、设备舱及转向架构架四大核心部件等均使用碳纤维制造，使车辆实现大幅“瘦身”。以车体为例，碳纤维增强复合材料的使用率达到了70%。其重量与传统铝制车体相比，足足减轻了30%。它的问世，将引领地铁车辆驶入更加绿色智能的新时代。
CG Rail为新车新材料的研发和设计作出了重要贡献。该中心掌握了先进、新型的轻量化制造工艺，通过对拉挤工艺的进一步发展，目前已经具备壁厚达25毫米、大型、多腔碳纤维型材拉挤成型的能力，并且能够在一个部件上高效率地完成多种纤维材料的多轴向排列。CG Rail总经理乌尔布里希特博士称，原则上可以生产长度不受限制的型材，但受工厂场地限制，目前拉挤成型的部件最长达77米。
创新的工艺也在转向架构架的生产上得到了充分体现。其中纵梁和横梁都采用了碳纤维增强复合材料。极高的自动化水平使得整个制备流程具有可重复性，大大提高了生产效率。与传统钢结构相比，碳纤维转向架构架减重达40%以上，并且能够承受最高负载，可以满足所有行驶动力学的要求。
碳纤维复合材料使用率高达90%的司机室和设备舱也为轻量化领域树立了新的标杆。和传统金属材料相比，设备舱减重30%，司机室“瘦身”更是达到30%以上。除此之外，工程师们还攻克了诸多技术难题，比如，通过集成优化，在保证各功能完备的前提下，减少了零部件的数量和种类。目前CG Rail已申请了16项专利。
