20 世紀(jì)80 年代,玻璃鋼作為一種新型的內(nèi)裝飾材料,在客車的內(nèi)裝飾上逐漸開始應(yīng)用。而我國的機(jī)車司機(jī)室長期采用穿孔鋼板進(jìn)行裝飾,直到20 世紀(jì)90 年代末,隨著內(nèi)燃動車組的發(fā)展,動車司機(jī)室內(nèi)裝飾開始采用玻璃鋼,隨后在機(jī)車司機(jī)室內(nèi)裝飾中玻璃鋼也逐步得到了廣泛的應(yīng)用。
1 主要性能
玻璃鋼是一種新型復(fù)合材料。其實(shí),玻璃鋼既非玻璃,也不是鋼,它的基體是一種高分子有機(jī)樹脂,用玻璃纖維或其他織物增強(qiáng),因其具有玻璃的透明性或半透明性、鋼鐵的高強(qiáng)度而得名。它的科學(xué)名稱是玻璃纖維增強(qiáng)塑料。
玻璃鋼產(chǎn)品的某些物理性能和機(jī)械性能已超過一些有色金屬,達(dá)到了鋼材的水平。其主要特點(diǎn)有:
(1) 密度小,質(zhì)量輕,比重只有普通鋼材的四分之一;
(2) 機(jī)械強(qiáng)度高,為鋼材的3 倍~4 倍;
(3) 具有良好的耐酸堿腐蝕特性,不具有磁性,使用壽命更長;
(4) 具有瞬間耐高溫特性;
(5) 阻燃性好。
2 技術(shù)要求
(1) 脂含量(不計膠衣層和富樹脂層) 為45 %~55 %。
(2) 承載部位(客室、廁所及洗臉室外的地板等)
玻璃鋼制品的物理機(jī)械性能應(yīng)符合表1 的要求。
(3) 非承載部位(飾帶板、端板、墻板等) 的玻璃鋼制品的物理機(jī)械性能應(yīng)符合表2 的要求。
(4) 玻璃鋼制品各部位不允許存在的外觀缺陷應(yīng)符合表3 的規(guī)定。
(5) 玻璃鋼制品在可見面上允許存在的缺陷見表4 (背面不受此限) 。
(6) 玻璃鋼制品的尺寸、公差及其他技術(shù)要求應(yīng)符合相應(yīng)的圖樣和技術(shù)文件的規(guī)定或由供需雙方商定。
(7) 嵌件應(yīng)光滑,無裂痕、殘缺和其他損傷。螺紋處應(yīng)清潔,加潤滑油。
3 在動車及機(jī)車司機(jī)室內(nèi)裝飾中的應(yīng)用
在鐵道車輛上應(yīng)用比較廣泛的是模壓玻璃鋼制品。模壓玻璃鋼制品屬熱固性工程塑料,其可塑性較好,可以根據(jù)車型及用戶要求設(shè)計成不同的造型,美觀大方,車內(nèi)寬敞明亮,具有良好的裝飾性。這種材料在制作過程中不受幅寬的限制,還可根據(jù)需要預(yù)埋木梁或者鋼梁,以增加玻璃鋼制品的強(qiáng)度。模壓玻璃鋼制品成型后,表面噴涂進(jìn)口膠衣,再噴涂聚酯漆,以提高表面裝飾效果。
3. 1 在動車司機(jī)室上的應(yīng)用
動車司機(jī)室一般為流線型結(jié)構(gòu),形狀比較復(fù)雜,形式多樣。從1998 年南昌動車組開始,到最近的納米比亞動車組、委內(nèi)瑞拉動車組,各個車型的司機(jī)室都不一
樣,但是總體要求外表美觀大方。因此,在進(jìn)行司機(jī)室內(nèi)裝飾的設(shè)計時,要根據(jù)各車的實(shí)際要求,比照鋼結(jié)構(gòu)的流線型進(jìn)行造型。
3. 1. 1 設(shè)計制作過程
第1 步,根據(jù)司機(jī)室鋼結(jié)構(gòu)的形狀,用三維軟件繪制出內(nèi)裝飾的整體三維造型,如圖1 所示。
第2 步,考慮到制作、安裝及美觀等問題,進(jìn)行合理的分塊。分塊的原則要考慮外表美觀,以及在安裝時能否方便地從車外拿到車內(nèi)。接縫處用玻璃鋼或者PVC 壓條連接。在條件允許的情況下,應(yīng)盡量減少接縫和壓條的數(shù)量。圖2 所示的司機(jī)室內(nèi)裝飾主要分為2 個側(cè)墻板、1 個后端墻板、1 個平頂板共4 部分,接縫處采用的就是玻璃鋼或者PVC 壓條。
第3 步,根據(jù)生產(chǎn)需要,由電腦給出關(guān)鍵部位的1 ∶1型線圖或者直接提供1 ∶1 的鋼樣板。不論是型線還是樣板都要對整體造型有一定的控制作用,如平頂?shù)男途€(或樣板) 、窗上下邊緣的型線(或樣板) 、形狀有變化處的型線(或樣板) 等等(圖3) 。
第4 步,廠家根據(jù)型線,制作出1 ∶1 的膠合板樣板(或直接用提供的鋼樣板) ,進(jìn)一步制作出1 ∶1 的木模,再利用木模糊制出玻璃鋼模型。
第5 步,玻璃鋼模型經(jīng)過打磨、修整,用噴涂或手刷的方法制作完成。
3. 1. 2 安裝過程
玻璃鋼一般不與鋼結(jié)構(gòu)直接接觸,應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)和
玻璃鋼接觸面之間加木梁或者貼隔聲膠墊。在安裝過程中,由于玻璃鋼具有良好的韌性,將玻璃鋼件從門口或者窗口拿到車內(nèi)時,可以進(jìn)行一定程度的彎曲,以方便拿入,隨后還可以恢復(fù)原樣。根據(jù)現(xiàn)車情況,把多余部分去除,便可固定起來,完成內(nèi)裝安裝。
3. 2 在機(jī)車司機(jī)室上的應(yīng)用
在南昌動車司機(jī)室使用玻璃鋼內(nèi)裝之前,機(jī)車司機(jī)室一直用穿孔鋼板進(jìn)行裝飾。這種穿孔鋼板一般為厚1 mm 的鋼板,按一定的規(guī)格穿上直徑為3 mm 的孔,正面噴塑,反面噴醇酸清漆,貼塑料紗布。用穿孔鋼板裝飾,不易滿足復(fù)雜的造型,安裝不方便,也不甚美觀。而玻璃鋼則剛好相反,玻璃鋼裝飾的司機(jī)室表面效果要比穿孔板裝飾的效果好,而且玻璃鋼成型以后,安裝也相對簡單,使用性能也比穿孔板好。另外,機(jī)車司機(jī)室與動車司機(jī)室相比,形狀要相對簡單一些,一般為比較規(guī)則的長方體,因此,機(jī)車司機(jī)室玻璃鋼內(nèi)裝一般不必進(jìn)行三維造型,只需根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)和總體要求進(jìn)行計算,給出足夠的尺寸即可。因此,玻璃鋼也逐漸在機(jī)車司機(jī)室裝飾中得到了應(yīng)用。
機(jī)車司機(jī)室玻璃鋼內(nèi)裝飾板一般分為前端墻板、后端墻板、頂板和2 個側(cè)墻板共5 部分,接縫隱藏在墻角處,盡量不外露,其安裝過程也和動車司機(jī)室玻璃鋼件的安裝過程一樣。
3. 3 使用及維護(hù)方法
為了改善玻璃鋼制品的表面光澤度,提高耐腐蝕、耐熱、耐水以及耐候性,延長制品的使用壽命,在玻璃鋼表面覆有一層專用膠衣。運(yùn)用中的注意事項(xiàng)如下:
(1) 避免陽光直射,以免褪色; (2) 制品表面嚴(yán)禁迎面撞擊,嚴(yán)禁尖銳物品在制品上拖動,以免劃傷; (3)嚴(yán)禁蹬踏,以免造成損傷; (4) 每6 個月用洗滌靈或熱洗衣粉水清洗1 次,嚴(yán)禁用酸、堿、酮類、稀料等有機(jī)溶劑清洗,以免褪色或溶解制品表面; (5) 每3 個月均勻地擦1 遍8 # 蠟,2 min~5 min 后用干凈棉紗擦干凈,以保證其表面光潔度。(6) 遠(yuǎn)離各種火源,以免造成表面損傷或者引起燃燒。
4 在鐵道車輛中的應(yīng)用前景展望
玻璃鋼與木材、鋼材及其他金屬材料相比,具有獨(dú)特的優(yōu)異性能。其材質(zhì)不僅質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,而且耐腐蝕,具有良好的熱絕緣性能、電絕緣性能、透波性能等,
因此玻璃鋼產(chǎn)品可以取代木材、鋼材或其他金屬材料。玻璃鋼產(chǎn)品制造時的可設(shè)計性極大,通常只要根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境條件及要求,就可以選用合適的樹脂基體及玻璃纖維增強(qiáng)材料以滿足用戶的需要,尤其在當(dāng)前國內(nèi)玻璃鋼原材料品種不斷開發(fā)、質(zhì)量不斷提高的情況下,更可以滿足各種玻璃鋼產(chǎn)品的性能要求。玻璃鋼材料是一種低能耗材料,其維護(hù)費(fèi)用低,使用壽命長。基于以上原因,玻璃鋼在各行各業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。就動車而言,玻璃鋼不僅用在司機(jī)室內(nèi)裝飾中,而且可用做導(dǎo)流罩、飾帶板,在動車客室中,玻璃鋼可以做頂板、側(cè)墻、隔墻、塞拉門罩板、玻璃鋼盒子間等。
玻璃鋼不僅能運(yùn)用于鐵道車輛的裝飾,還很有可能取代現(xiàn)在車體的鋼結(jié)構(gòu),成為一種全新的整體結(jié)構(gòu)模式。德國西門子開發(fā)的B80 型輕軌拖車中,就有1輛是全玻璃鋼車體。這種全玻璃鋼車體的質(zhì)量比鋼結(jié)構(gòu)車體的質(zhì)量輕了許多,價格也比較低,還能夠降低噪聲,減小振動,再加上其良好的隔熱性能和通風(fēng)性能,使乘坐更加舒適。
隨著玻璃鋼技術(shù)的日益成熟,玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用將成為今后的一個研究方向。
第5 步,玻璃鋼模型經(jīng)過打磨、修整,用噴涂或手刷的方法制作完成。
3. 1. 2 安裝過程
玻璃鋼一般不與鋼結(jié)構(gòu)直接接觸,應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)和
玻璃鋼接觸面之間加木梁或者貼隔聲膠墊。在安裝過程中,由于玻璃鋼具有良好的韌性,將玻璃鋼件從門口或者窗口拿到車內(nèi)時,可以進(jìn)行一定程度的彎曲,以方便拿入,隨后還可以恢復(fù)原樣。根據(jù)現(xiàn)車情況,把多余部分去除,便可固定起來,完成內(nèi)裝安裝。
3. 2 在機(jī)車司機(jī)室上的應(yīng)用
在南昌動車司機(jī)室使用玻璃鋼內(nèi)裝之前,機(jī)車司機(jī)室一直用穿孔鋼板進(jìn)行裝飾。這種穿孔鋼板一般為厚1 mm 的鋼板,按一定的規(guī)格穿上直徑為3 mm 的孔,正面噴塑,反面噴醇酸清漆,貼塑料紗布。用穿孔鋼板裝飾,不易滿足復(fù)雜的造型,安裝不方便,也不甚美觀。而玻璃鋼則剛好相反,玻璃鋼裝飾的司機(jī)室表面效果要比穿孔板裝飾的效果好,而且玻璃鋼成型以后,安裝也相對簡單,使用性能也比穿孔板好。另外,機(jī)車司機(jī)室與動車司機(jī)室相比,形狀要相對簡單一些,一般為比較規(guī)則的長方體,因此,機(jī)車司機(jī)室玻璃鋼內(nèi)裝一般不必進(jìn)行三維造型,只需根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)和總體要求進(jìn)行計算,給出足夠的尺寸即可。因此,玻璃鋼也逐漸在機(jī)車司機(jī)室裝飾中得到了應(yīng)用。
機(jī)車司機(jī)室玻璃鋼內(nèi)裝飾板一般分為前端墻板、后端墻板、頂板和2 個側(cè)墻板共5 部分,接縫隱藏在墻角處,盡量不外露,其安裝過程也和動車司機(jī)室玻璃鋼件的安裝過程一樣。
3. 3 使用及維護(hù)方法
為了改善玻璃鋼制品的表面光澤度,提高耐腐蝕、耐熱、耐水以及耐候性,延長制品的使用壽命,在玻璃鋼表面覆有一層專用膠衣。運(yùn)用中的注意事項(xiàng)如下:
(1) 避免陽光直射,以免褪色; (2) 制品表面嚴(yán)禁迎面撞擊,嚴(yán)禁尖銳物品在制品上拖動,以免劃傷; (3)嚴(yán)禁蹬踏,以免造成損傷; (4) 每6 個月用洗滌靈或熱洗衣粉水清洗1 次,嚴(yán)禁用酸、堿、酮類、稀料等有機(jī)溶劑清洗,以免褪色或溶解制品表面; (5) 每3 個月均勻地擦1 遍8 # 蠟,2 min~5 min 后用干凈棉紗擦干凈,以保證其表面光潔度。(6) 遠(yuǎn)離各種火源,以免造成表面損傷或者引起燃燒。
4 在鐵道車輛中的應(yīng)用前景展望
玻璃鋼與木材、鋼材及其他金屬材料相比,具有獨(dú)特的優(yōu)異性能。其材質(zhì)不僅質(zhì)量輕、強(qiáng)度高,而且耐腐蝕,具有良好的熱絕緣性能、電絕緣性能、透波性能等,
因此玻璃鋼產(chǎn)品可以取代木材、鋼材或其他金屬材料。玻璃鋼產(chǎn)品制造時的可設(shè)計性極大,通常只要根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境條件及要求,就可以選用合適的樹脂基體及玻璃纖維增強(qiáng)材料以滿足用戶的需要,尤其在當(dāng)前國內(nèi)玻璃鋼原材料品種不斷開發(fā)、質(zhì)量不斷提高的情況下,更可以滿足各種玻璃鋼產(chǎn)品的性能要求。玻璃鋼材料是一種低能耗材料,其維護(hù)費(fèi)用低,使用壽命長。基于以上原因,玻璃鋼在各行各業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。就動車而言,玻璃鋼不僅用在司機(jī)室內(nèi)裝飾中,而且可用做導(dǎo)流罩、飾帶板,在動車客室中,玻璃鋼可以做頂板、側(cè)墻、隔墻、塞拉門罩板、玻璃鋼盒子間等。
玻璃鋼不僅能運(yùn)用于鐵道車輛的裝飾,還很有可能取代現(xiàn)在車體的鋼結(jié)構(gòu),成為一種全新的整體結(jié)構(gòu)模式。德國西門子開發(fā)的B80 型輕軌拖車中,就有1輛是全玻璃鋼車體。這種全玻璃鋼車體的質(zhì)量比鋼結(jié)構(gòu)車體的質(zhì)量輕了許多,價格也比較低,還能夠降低噪聲,減小振動,再加上其良好的隔熱性能和通風(fēng)性能,使乘坐更加舒適。
隨著玻璃鋼技術(shù)的日益成熟,玻璃鋼在鐵道車輛上的應(yīng)用將成為今后的一個研究方向。