Prepreg tahan api khusus transportasi rel A-10

Prepreg serat karbon tahan api: jaminan ganda keselamatan dari kebakaran dan kinerja struktural di bidang transportasi rel

Dalam bidang manufaktur peralatan transportasi rel, keamanan dari segi ketahanan terhadap api pada material sama pentingnya dengan sifat mekanik strukturalnya. Prepreg serat karbon tahan api ini menggunakan resin epoksi termodifikasi sebagai sistem resin inti, dikombinasikan dengan resin tahan api bebas halogen dan agen pengeras laten, mencakup bentuk-bentuk utama seperti prepreg serat karbon satu arah dan prepreg kain serat karbon. Produk ini tidak hanya memenuhi persyaratan perlindungan kebakaran tertinggi menurut standar DIN 5510 dan EU EN45545 HL3 untuk transportasi rel, tetapi juga menyediakan solusi material yang menggabungkan perlindungan keamanan dan keunggulan ringan untuk struktur bodi serta komponen interior kereta bawah tanah, kereta cepat, dan kereta antarkota, mengisi celah penerapan prepreg serat karbon konvensional dalam skenario dengan ketahanan api tinggi.

Keunggulan utama: Menyeimbangkan keamanan dari bahaya kebakaran, kinerja struktural, dan adaptabilitas proses

1. Sertifikasi tahan api pada tingkat tertinggi, membangun benteng keamanan yang kuat untuk keselamatan transportasi rel

Sebagai bahan prepreg tahan api yang dikembangkan khusus untuk skenario transportasi rel, produk ini memenuhi standar tertinggi industri dalam hal kinerja tahan api. Sistem resin mengadopsi kombinasi tiga elemen "resin epoksi termodifikasi + resin tahan api bebas halogen + agen pengeras laten", dan formula bebas halogen mencegah pelepasan gas beracun serta asap korosif selama pembakaran sejak dari sumbernya, sehingga memenuhi persyaratan utama terhadap keselamatan personel dalam transportasi rel; Agen pengeras laten memastikan prepreg tetap stabil selama penyimpanan dan proses produksi, hanya mengeras cepat pada suhu tertentu tanpa mengurangi efektivitas komponen tahan api.

Berdasarkan pengujian otoritatif, prepeg serat karbon tahan api sepenuhnya memenuhi dua standar perlindungan kebakaran utama internasional: pertama, standar Jerman DIN5510, yang mencapai level S4 (kerapatan asap sangat rendah), SR2 (toksisitas asap sangat rendah), dan ST2 (penyebaran api lambat) pada indikator kunci seperti kerapatan asap, laju pelepasan panas, dan kecepatan penyebaran api; persyaratan kedua adalah tingkat EU EN45545 HL3, yang mampu menahan pembakaran api suhu tinggi selama lebih dari 20 menit dan tetap mempertahankan kekuatan struktural tertentu setelah terbakar, memberikan waktu berharga untuk evakuasi darurat dalam kasus kebakaran kereta. Dibandingkan dengan prepeg serat karbon biasa, kinerja tahan apinya telah meningkat lebih dari 100%, secara menyeluruh mengatasi permasalahan bahan serat karbon tradisional yang mudah terbakar dan menghasilkan asap pembakaran tinggi. Produk ini cocok untuk komponen kunci seperti struktur bodi transportasi rel, rangka kursi, sekat interior, dll.

2. Cakupan produk multi bentuk, disesuaikan dengan kebutuhan struktural kompleks dari transportasi rel

• Keluarga produk mencakup dua bentuk utama: prepreg serat karbon satu arah dan prepreg kain serat karbon, yang dapat dipilih secara fleksibel sesuai dengan persyaratan struktural berbagai komponen transportasi rel, sehingga mencapai kemudahan desain "satu material untuk banyak kegunaan".
• Prepreg serat karbon satu arah: Mengadopsi susunan satu arah serat karbon dengan kelurusan tinggi, dengan konsistensi arah serat lebih dari 99%, serta memiliki sifat mekanik aksial yang sangat baik. Cocok untuk komponen struktural seperti dinding samping bodi kereta dan balok lantai yang perlu menahan beban longitudinal, dapat meningkatkan ketahanan tarik dan lentur komponen sekaligus ringan, serta mampu mengurangi berat hingga 30% - 40% dibandingkan dengan material logam tradisional
• Prepreg kain serat karbon: Berdasarkan struktur kain tenun polos, tenun satin, dan struktur lainnya, memiliki sifat isotropik dalam bidang yang sangat baik serta ketahanan terhadap benturan dan geser yang lebih kuat. Dapat digunakan untuk komponen seperti rangka kursi kereta, panel dekoratif interior, rak bagasi, dll. Tidak hanya memastikan keamanan melalui kinerja tahan api, tetapi juga meningkatkan estetika interior melalui tekstur kain

Kedua bentuk prepeg tahan api dapat digunakan secara terpisah atau dikombinasikan untuk lapisan. Sebagai contoh, struktur kendaraan dapat mengadopsi desain komposit "prepeg satu arah + prepeg kain", dengan material satu arah digunakan secara longitudinal untuk meningkatkan kekuatan dan material tenunan lokal untuk meningkatkan ketahanan terhadap benturan, menyeimbangkan kinerja struktural dan kebutuhan skenario penggunaan.

3. Sifat mekanik yang sangat baik, menyeimbangkan ringan dan stabilitas struktural

Sebagai bahan prepreg serat karbon berkinerja tinggi, produk ini tidak mengorbankan keunggulan mekanis dari serat karbon itu sendiri selain memiliki sifat tahan api. Dengan mengoptimalkan proses ikatan antarmuka antara resin dan serat karbon, resin dapat meresap secara merata ke dalam berkas serat, mengurangi gelembung dan cacat pada antarmuka, serta memanfaatkan secara penuh sifat mekanis material komposit. Berdasarkan pengujian, material komposit yang dibuat dari prepreg serat karbon tahan api ini memiliki kekuatan tarik 0° lebih dari 1800 MPa, modulus tarik 0° lebih dari 120 GPa, dan kekuatan lentur lebih dari 1500 MPa. Bahkan di lingkungan operasi kompleks seperti suhu dan kelembapan tinggi dalam transportasi rel, tingkat retensi sifat mekanisnya tetap mencapai lebih dari 85%. Dibandingkan dengan material logam tahan api tradisional (seperti paduan aluminium tahan api), bobot produk ini dapat dikurangi sebesar 40%–50% pada kekuatan struktural yang sama, secara langsung mengurangi konsumsi energi keseluruhan dan tekanan beban pada rel oleh kereta, sesuai dengan tren perkembangan "ringan dan hemat energi" dalam transportasi rel.

Pada saat yang sama, kepadatan produk dikontrol secara ketat minimal 5% untuk memastikan distribusi serat yang seragam pada bahan prepreg, menghindari sifat mekanis yang lemah akibat kandungan serat lokal yang rendah, menjamin stabilitas struktural kereta selama operasi jangka panjang, serta mengurangi biaya perawatan.

4. Adaptasi proses yang fleksibel untuk memenuhi kebutuhan produksi skala besar dalam transportasi rel

Sebagai respons terhadap karakteristik produksi komponen transportasi rel yang memiliki "banyak spesifikasi dan jumlah besar", prepreg serat karbon tahan api ini memiliki kemampuan adaptasi proses yang kuat dan dapat digunakan dalam dua proses utama yaitu pencetakan dengan tekanan panas (hot press molding) dan pencetakan kompresi (compression molding). Kisaran suhu pematangan luas, antara 100 hingga 160 ℃. Perusahaan dapat menyesuaikan parameter proses secara fleksibel sesuai kebutuhan peralatan dan komponen yang ada, tanpa perlu renovasi tambahan pada peralatan, sehingga mengurangi hambatan produksi.

• Pencetakan dengan penekanan panas: Cocok untuk komponen struktural besar dan kompleks (seperti dinding samping keseluruhan badan kereta), bahan pra-impregnasi sepenuhnya mengeras melalui kontrol tekanan dan suhu seragam dalam tanki press panas. Kelicinan permukaan komponen cetak tinggi, dengan sedikit cacat internal dan sifat mekanis yang stabil, sehingga dapat memenuhi persyaratan ganda pada penampilan luar dan struktur badan kereta.
• Perbentukan kompresi: cocok untuk komponen standar berukuran kecil dan menengah (seperti rangka kursi dan panel interior), dengan efisiensi cetak tinggi, siklus produksi singkat, dan waktu produksi satu mode dapat dikendalikan dalam waktu 30 menit. Sangat sesuai dengan ritme produksi skala besar pada transportasi rel, serta proses cetak kompresi dapat secara akurat mengontrol ketepatan dimensi komponen, sehingga mengurangi langkah pemrosesan selanjutnya.

Selain itu, bahan pre impregnated memiliki stabilitas penyimpanan yang sangat baik dan dapat disimpan selama lebih dari 6 bulan dalam lingkungan suhu rendah -18 ℃. Setelah dikeluarkan, bahan ini dapat langsung digunakan dalam produksi tanpa perlu pemanasan ulang dalam waktu lama, sehingga mengurangi waktu tunggu produksi dan meningkatkan efisiensi produksi.

5. Desain terdiferensiasi, membangun keunggulan kompetitif di pasar

Di antara produk prepreg tahan api dalam kategori yang sama, produk ini membangun daya saing intinya melalui "repetitivitas rendah + kustomisasi tinggi". Di satu sisi, dilakukan desain yang terdiferensiasi dalam hal formula resin, pemilihan serat, dan parameter proses—misalnya, ditambahkan bahan anti-penuaan unik ke dalam sistem resin, sehingga masa pakai produk dalam lingkungan perubahan suhu, kelembapan, dan sinar matahari jangka panjang di transportasi rel dapat diperpanjang hingga lebih dari 15 tahun, jauh melebihi masa pakai rata-rata produk sejenis yang hanya 10 tahun; di sisi lain, layanan kustomisasi dapat disediakan sesuai kebutuhan pelanggan, seperti penyesuaian tingkat tahan api (dikustomisasi sesuai kebutuhan dari EN45545 HL1 hingga HL3), pengoptimalan suhu curing (disesuaikan dengan rentang suhu peralatan yang berbeda), penyesuaian kepadatan permukaan serat (tercakup sepenuhnya dari 100g/㎡ hingga 600g/㎡), guna memenuhi kebutuhan personalisasi berbagai komponen transportasi rel (dari bagian struktural hingga bagian interior), serta menghindari tekanan pasar yang disebabkan oleh persaingan homogen.