Préimprégné spécial pour transports ferroviaires ignifuge A-10

Préimprégné en fibre de carbone ignifuge : double garantie de sécurité incendie et de performance structurelle dans le domaine du transport ferroviaire

Dans le domaine de la fabrication d'équipements pour le transport ferroviaire, la sécurité incendie des matériaux est tout aussi importante que leurs propriétés mécaniques structurales. Ce préimprégné en fibre de carbone ignifuge utilise une résine époxy modifiée comme système de résine principal, combinée à une résine ignifuge sans halogène et à un agent de durcissement latent, couvrant les formes principales telles que le préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone et le préimprégné en tissu de fibre de carbone. Il répond non seulement aux exigences les plus strictes en matière de protection contre l'incendie selon les normes DIN 5510 et EU EN45545 HL3 pour le transport ferroviaire, mais offre également une solution matérielle alliant protection sécuritaire et avantages de légèreté pour la structure de caisse et les composants intérieurs des métros, trains à grande vitesse et trains interurbains, comblant ainsi le vide d'application des préimprégnés en fibre de carbone traditionnels dans les scénarios exigeant une haute résistance au feu.

Avantage principal : Équilibrer la sécurité incendie, les performances structurelles et l'adaptabilité aux procédés

1. Le niveau de certification incendie le plus élevé, assurant une ligne de défense solide pour la sécurité du transport ferroviaire

En tant que préimprégné ignifuge spécialement conçu pour les applications ferroviaires, ce produit répond aux normes les plus exigeantes du secteur en matière de résistance au feu. Le système de résine repose sur une triple combinaison « résine époxy modifiée + résine ignifuge sans halogène + agent de durcissement latent », et la formule sans halogène évite dès l'origine le dégagement de gaz toxiques et de fumées corrosives en cas d'incendie, répondant ainsi aux exigences fondamentales en matière de sécurité des personnes dans les transports ferroviaires ; les agents de durcissement latents garantissent une stabilité du préimprégné pendant le stockage et la transformation, ne se durcissant rapidement qu'à des températures spécifiques, sans compromettre l'efficacité des composants ignifuges.

Selon des tests d'autorité, le préimprégné en fibre de carbone ignifuge répond pleinement à deux grandes normes internationales de sécurité incendie : premièrement, la norme allemande DIN5510, qui atteint les niveaux S4 (densité de fumée extrêmement faible), SR2 (toxicité de la fumée extrêmement faible) et ST2 (propagation lente de la flamme) sur des indicateurs clés tels que la densité de fumée, le taux de dégagement de chaleur et la vitesse de propagation de la flamme ; deuxièmement, l'exigence européenne EN45545 au niveau HL3, qui permet de résister à une combustion par flamme à haute température pendant plus de 20 minutes et de conserver une certaine résistance structurale après combustion, offrant ainsi un temps précieux pour l'évacuation d'urgence en cas d'incendie de train. Par rapport au préimprégné en fibre de carbone ordinaire, ses performances ignifuges ont été améliorées de plus de 100 %, résolvant complètement les inconvénients liés à la combustibilité des matériaux traditionnels en fibre de carbone et à leur forte émission de fumée lors de la combustion. Il convient aux pièces essentielles telles que la structure de caisse du transport ferroviaire, le cadre des sièges, les cloisons intérieures, etc.

2. Couverture produit multi-forme, adaptée aux exigences structurelles complexes du transport ferroviaire

• La famille de produits comprend deux formes principales : le préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone et le préimprégné en tissu de fibre de carbone, qui peuvent être sélectionnés de manière flexible selon les exigences structurelles des différents composants du transport ferroviaire, permettant une conception pratique selon le principe « un matériau, multiples usages ».
• Préimprégné en fibre de carbone unidirectionnel : Il adopte un arrangement unidirectionnel de fibres de carbone à haute rectiligneité, avec une cohérence de direction des fibres supérieure à 99 %, ainsi que des propriétés mécaniques axiales exceptionnelles. Adapté aux composants structurels tels que les parois latérales de la caisse du train et les traverses du plancher devant supporter des charges longitudinales, il améliore la résistance en traction et en flexion tout en étant léger, et permet une réduction de poids de 30 % à 40 % par rapport aux matériaux métalliques traditionnels.
• Tissu en fibre de carbone préimprégné : Basé sur des structures de tissage plat, sergé et autres, il possède d'excellentes propriétés isotropes dans le plan ainsi qu'une meilleure résistance aux chocs et au cisaillement. Peut être utilisé pour des composants tels que les cadres de sièges de train, les panneaux décoratifs intérieurs, les porte-bagages, etc. Il assure non seulement la sécurité grâce à ses performances ignifuges, mais améliore également l'esthétique intérieure par les textures du tissu

Les deux formes de préimprégnés ignifuges peuvent être utilisées séparément ou combinées en couches. Par exemple, la structure du véhicule peut adopter une conception composite « préimprégné unidirectionnel + préimprégné tissé », le matériau unidirectionnel étant utilisé longitudinalement pour renforcer la résistance, et le matériau tissé localisé pour améliorer la résistance aux chocs, équilibrant ainsi performance structurelle et exigences des scénarios d'utilisation.

3. Excellentes propriétés mécaniques, alliant légèreté et stabilité structurelle

En tant que préimprégné haute performance en fibre de carbone, le produit ne sacrifie pas les avantages mécaniques propres à la fibre de carbone elle-même, en plus de ses propriétés ignifuges. En optimisant le procédé d'adhérence à l'interface entre la résine et la fibre de carbone, la résine peut pénétrer uniformément dans le faisceau de fibres, réduire les bulles et défauts interfaciaux, et exploiter pleinement les propriétés mécaniques du matériau composite. Après essais, le matériau composite élaboré à partir du préimprégné en fibre de carbone ignifuge présente une résistance en traction à 0 ° supérieure à 1800 MPa, un module d'élasticité en traction à 0 ° supérieur à 120 GPa et une résistance en flexion supérieure à 1500 MPa. Même dans des environnements complexes tels que les conditions de haute température et humidité rencontrées dans le transport ferroviaire, le taux de rétention des propriétés mécaniques atteint encore plus de 85 %. Par rapport aux matériaux métalliques ignifuges traditionnels (comme les alliages d'aluminium ignifuges), le poids du produit peut être réduit de 40 % à 50 % pour une même résistance structurelle, réduisant ainsi directement la consommation énergétique globale et la pression exercée sur les rails par les trains, ce qui s'inscrit dans la tendance de développement « allègement et économie d'énergie » du transport ferroviaire.

Dans le même temps, la densité du produit est strictement contrôlée à au moins 5 % afin d'assurer une distribution uniforme des fibres dans le préimprégné, d'éviter des propriétés mécaniques faibles dues à une teneur locale en fibres basse, de garantir la stabilité structurelle du train pendant une exploitation à long terme et de réduire les coûts de maintenance.

4. Adaptation flexible du procédé pour répondre aux besoins de production à grande échelle des transports ferroviaires

En réponse aux caractéristiques de production « multiples spécifications et grandes quantités » des composants de transport ferroviaire, ce préimprégné en fibre de carbone ignifuge présente une forte adaptabilité aux procédés et peut être compatible avec les deux procédés dominants que sont le moulage par presse chaude et le moulage par compression. La plage de température de durcissement est large, allant de 100 à 160 ℃. Les entreprises peuvent ainsi ajuster souplement les paramètres du procédé selon les besoins liés à leurs équipements et composants existants, sans nécessiter de rénovation supplémentaire des équipements, réduisant ainsi les obstacles à la production.

• Moulage par presse chaude : Adapté aux composants structurels de grande taille et complexes (comme la paroi latérale complète de la caisse du train), le matériau préimprégné est entièrement polymérisé grâce à un contrôle uniforme de la pression et de la température dans l'autoclave chauffant. La surface des pièces moulées est très lisse, avec peu de défauts internes et des propriétés mécaniques stables, ce qui permet de répondre aux exigences élevées tant en apparence extérieure qu'en performance structurelle de la caisse du train.
• Moulage par compression : adapté aux composants standardisés de petite et moyenne taille (comme les châssis de sièges et les panneaux intérieurs), il offre une haute efficacité de moulage, un cycle de production court, et le temps de production en mode unique peut être contrôlé en moins de 30 minutes. Il convient au rythme de production à grande échelle du transport ferroviaire, et le procédé de moulage par compression permet un contrôle précis de la précision dimensionnelle des composants, réduisant ainsi les étapes de traitement ultérieures.

En outre, le matériau préimprégné présente une excellente stabilité de stockage et peut être conservé plus de 6 mois dans un environnement à basse température de -18 ℃. Après avoir été sorti du stockage, il peut être mis en production sans temps de réchauffage prolongé, réduisant ainsi le temps d'attente en production et améliorant l'efficacité de fabrication.

5. Conception différenciée, création d'avantages concurrentiels sur le marché

Parmi les produits préimprégnés ignifuges de la même catégorie, ce produit établit sa compétitivité principale grâce à une approche « faible reproductibilité + forte personnalisation ». D'une part, une conception différenciée est mise en œuvre au niveau de la formule de résine, du choix des fibres et des paramètres de procédé — par exemple, des additifs anti-âgeing uniques sont intégrés au système de résine, permettant d'étendre la durée de vie des produits dans des environnements soumis à une exposition prolongée au soleil et à des variations de température et d'humidité, comme dans le transport ferroviaire, à plus de 15 ans, dépassant largement la durée moyenne de 10 ans des produits similaires ; d'autre part, des services sur mesure peuvent être proposés selon les besoins des clients, tels que l'ajustement du niveau d'ignifugation (personnalisable selon les classes EN45545 HL1 à HL3), l'optimisation des températures de polymérisation (adaptées aux plages thermiques différentes des équipements), ou encore la modification de la densité surfacique des fibres (couverture complète allant de 100 g/m² à 600 g/m²), répondant ainsi aux exigences spécifiques des divers composants utilisés dans le transport ferroviaire (des pièces structurelles aux éléments d'intérieur), et évitant ainsi les pressions concurrentielles liées à une offre homogène.