Kan koolstofvezel en 3D-printen treinen lichter maken?

Het Europese project Run2Rail onderzoekt of frames met koolstofvezel en het 3D-printen van kritische delen railvoertuigen lichter, stiller, comfortabeler en betrouwbaarder kan maken.

Het project wordt uitgevoerd door het Instituut voor Railonderzoek (IRR) van de Universiteit van Huddersfield in Groot-Brittannië. Doel is het onderzoeken van het potentieel – en de tekortkomingen – van nieuwe materialen. De voordelen worden gezocht in een verlaging van de van de massa van de wielstellen, een eenvoudige ontwerp en een verlaging van de levensduurkosten. 

Laag voor laag

Het IRR werkt samen met de Politecnico di Milano, Rina en het Italiaanse engineering- en ontwerpbureau Blue Group. Bij de startbijeenkomst is besloten het gebruik van koolstofvezel composieten te onderzoeken, die het mogelijk maken de draaistelframes laag voor laag met robots te produceren. “Je kan elk aantal curves en vormen hebben en zo de vorm opbouwen die je echt wil hebben, terwijl juist bij een stalen frame maar een bepaald aantal vormen mogelijk is”, aldus IRR-directeur professor Simon Iwnicki. “Bovendien is koolstofvezel veel lichter en kan je materiaal daar plaatsen waar je het wil, zodat het nog lichter wordt.”

Composiet wielen?

Een ander spoor in het onderzoek is het gebruik van 3Dprinten met lasers en staalpoeders. De technologie wordt volwassener en componenten zoals aspotten en rembeugels komen nu in aanmerking voor het proces. Hoewel er al een onderneming een draaistel heeft gemaakt met engineering met koolstofvezelversterkte bladveren, kan het Run2Rail -project leiden tot een nog niet eerder vertoond gebruik van nieuwe materialen in rollend materieel. Maar wielen zullen waarschijnlijk nog steeds uit conventionele stalen worden vervaardigd. “We hebben overwogen alternatieve materialen te gebruiken voor wielnaven en assen, maar de faalmodi en risico’s worden nog niet helemaal begrepen. Maar we kijken er naar”, aldus Iwnicki.

Door: Kelly Bakker

Bron: The Engineer/Run2Rail