Όπως και στην αυτοκινητοβιομηχανία, ο χάλυβας και το αλουμίνιο είναι τα κυρίαρχα υλικά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανίακατασκευή αμαξωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των μπουφέ του τρένου, της οροφής, των πλαισίων δαπέδου και των σιδηροτροχιών, που συνδέουν το δάπεδο του τρένου με το πλευρικό τοίχωμα.Το αλουμίνιο παρέχει μια σειρά από πλεονεκτήματα στα τρένα υψηλής ταχύτητας: τη σχετική ελαφρότητά του σε σύγκριση με τον χάλυβα, την ευκολότερη συναρμολόγηση λόγω της μείωσης των εξαρτημάτων και την υψηλή αντοχή στη διάβρωση.Αν και το αλουμίνιο είναι περίπου το 1/3 του βάρους του χάλυβα, τα περισσότερα εξαρτήματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία μεταφορών είναι περίπου το ήμισυ του βάρους των αντίστοιχων χαλύβδινων εξαρτημάτων λόγω των απαιτήσεων αντοχής.
Τα κράματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται σε ελαφριά σιδηροδρομικά βαγόνια υψηλής ταχύτητας (κυρίως σειρές 5xxx και 6xxx, όπως στην αυτοκινητοβιομηχανία, αλλά και σειρά 7xxx για απαιτήσεις υψηλής αντοχής) έχουν χαμηλότερη πυκνότητα σε σύγκριση με το χάλυβα (χωρίς συμβιβασμούς στην αντοχή), καθώς και εξαιρετική μορφοποίηση και αντοχή στη διάβρωση.Τα πιο κοινά κράματα για τρένα είναι τα 5083-H111, 5059, 5383, 6060 και νεότερα 6082. Για παράδειγμα, τα τρένα υψηλής ταχύτητας Shinkansen της Ιαπωνίας περιέχουν κυρίως το κράμα 5083 και περίπου 7075, το οποίο χρησιμοποιείται συχνότερα στη γερμανική αεροδιαστημική βιομηχανία, ενώ Το Transrapid χρησιμοποιεί κυρίως φύλλα 5005 για πάνελ και 6061, 6063 και 6005 για εξώθηση.Επιπλέον, τα καλώδια από κράμα αλουμινίου χρησιμοποιούνται επίσης όλο και περισσότερο ως υποκατάστατο των παραδοσιακών καλωδίων με πυρήνα χαλκού σε σιδηροδρομικές μεταφορές και εγκαταστάσεις.
Ως εκ τούτου, το κύριο πλεονέκτημα του αλουμινίου έναντι του χάλυβα είναι η εξασφάλιση χαμηλότερης κατανάλωσης ενέργειας στα τρένα υψηλής ταχύτητας και η αυξημένη χωρητικότητα φορτίου που μπορούν να μεταφερθούν, ειδικά σε εμπορευματικά τρένα.Σε συστήματα ταχείας διέλευσης και προαστιακού σιδηροδρόμου, όπου τα τρένα πρέπει να κάνουν πολλές στάσεις, μπορεί να επιτευχθεί σημαντική εξοικονόμηση κόστους καθώς απαιτείται λιγότερη ενέργεια για την επιτάχυνση και το φρενάρισμα εάν χρησιμοποιούνται βαγόνια αλουμινίου.Τα ελαφριά τρένα, σε συνδυασμό με άλλα παρόμοια μέτρα μπορούν να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας έως και 60 % στα νέα βαγόνια.
Το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι, για την τελευταία γενιά περιφερειακών και τρένων υψηλής ταχύτητας, το αλουμίνιο έχει αντικαταστήσει με επιτυχία τον χάλυβα ως υλικό επιλογής.Αυτά τα βαγόνια χρησιμοποιούν κατά μέσο όρο 5 τόνους αλουμινίου ανά βαγόνι.Δεδομένου ότι εμπλέκονται ορισμένα χαλύβδινα εξαρτήματα (όπως τροχοί και μηχανισμοί έδρασης), τέτοια βαγόνια είναι συνήθως κατά ένα τρίτο ελαφρύτερα σε σύγκριση με τα χαλύβδινα βαγόνια.Χάρη στην εξοικονόμηση ενέργειας, το αρχικό υψηλότερο κόστος παραγωγής για ελαφριά βαγόνια (σε σύγκριση με το χάλυβα) ανακτάται μετά από περίπου δυόμισι χρόνια εκμετάλλευσης.Κοιτάζοντας το μέλλον, τα υλικά από ανθρακονήματα θα αποφέρουν ακόμη μεγαλύτερες μειώσεις βάρους.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-19-2021