WMG, VLR(Very Light Rail) 시연 차량용 CFRP 프레임 프로토타입

레볼루션 VLR은 영국의 컨소시엄으로 Transport Design International Ltd(TDI, Stratford on Avon)가 주도합니다. 이 컨소시엄은 2013년 통합 하이브리드 추진 시스템을 갖춘 자체 동력 철도 대차를 개발하기 위한 자금 지원을 받았습니다. TDI는 더 가벼운 "경전철" 차량, 즉 초경량철도(VLR)를 설계하는 것이 차세대 지속 가능한 대중 교통을 제공하는 데 중요하다고 믿습니다. VLR 프로젝트의 2단계에서는 2020년에 완전한 18미터 길이의 디젤 배터리 시연 차량을 테스트할 수 있습니다.

VLR(Very Light Rail) 시연기는 통합 디젤 배터리 하이브리드 추진 시스템과 편조 합성 튜브로 만든 경량 섀시를 갖춘 18미터 길이의 보기입니다. 출처 | 워릭 대학교.

레볼루션 VLR의 최초 멤버인 워릭 대학교의 WMG는 이 데모 VLR 차량을 위한 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 프레임을 개발했습니다. WMG는 국립 자동차 혁신 센터(National Automotive Innovation Centre), 재료 공학 센터(Materials Engineering Center) 및 국제 나노복합체 제조 연구소(International Institute for Nanocomposites Manufacturing)와 같은 이니셔티브와 함께 복합 재료를 오랫동안 지지해 왔습니다. 이 "BRAINSTORM VLR" 프로젝트에 대한 WMG의 파트너에는 TDI, 영국 정부의 Innovate UK(복합 재료에 자금을 지원함), 경량 구조 복합 부품 개발업체인 Far Composites 및 Composite Braiding이 포함됩니다. 프레임은 접착 결합과 간단한 용접을 통해 쉽게 조립되는 일련의 꼰 열가소성 합성 튜브로 만들어집니다.

VLR 프로토타입/시연 차량은 접착 결합 및 간단한 용접을 통해 쉽게 조립되는 꼰 탄소 섬유 강화 열가소성 합성 튜브로 만든 스페이스프레임 섀시를 사용할 것입니다. 출처 | 워릭 대학교.

튜브 외경은 동일하게 유지되며 벽 두께를 변경하여 처리되는 다양한 하중 및 부착 요구 사항이 있습니다. 이는 툴링 비용을 낮게 유지하고 조인을 표준화할 수 있음을 의미합니다. 브레이딩은 고도로 자동화된 제조 프로세스를 가능하게 합니다. 강화만 하루 1마일을 초과할 수 있습니다. 뿐만 아니라 다른 섬유(예:유리, 아라미드, 열가소성 수지) 및 저가 폴리프로필렌의 열가소성 매트릭스 재료를 포함한 맞춤형 재료 세트를 가능하게 합니다. 고급 폴리에테르에테르케톤(PEEK)까지. 한편 WMG는 5분 미만으로 단축할 수 있는 완전한 성형 주기를 시연하여 대량 적용을 위한 이 저렴한 공정의 잠재력을 강조했습니다.

Far-UK의 엔지니어링 관리자인 David Goodwin에 따르면 열가소성 플라스틱은 재활용도 가능합니다. "복합 재료를 사용하면 [철도] 자동차의 작동에 분명히 매력적인 많은 무게를 줄일 수 있습니다."라고 그는 시작합니다. 이상적이지 않습니다. 이 [디자인]을 사용하면 결국 수명이 다한 차체를 재활용하거나, 충격을 받아 일부를 수리하고 교체해야 하는 경우 차체를 재활용할 수 있는 방법이 있습니다.”

워릭 대학교

관형 스페이스프레임 섀시 디자인도 이러한 접근 방식을 지원하므로 손상된 튜브를 간단히 제거하고 새 튜브 또는 수리된 튜브로 교체할 수 있습니다. "우리의 BRAINSTORM VLR 연구 파트너십은 상당한 무게 절감을 달성하여 VLR 서비스가 더 많은 승객을 수용하는 동시에 차량을 추진하는 데 필요한 에너지와 차량이 레일과 노면에 가하는 무게 스트레스를 줄입니다."라고 Darren Hughes 박사는 설명합니다. WMG University of Warwick의 재료 및 제조 부교수. "또한 이 기술은 차량이 긴 수명 동안 견고하고 사고가 발생했을 때 쉽게 수리할 수 있으며 탑승한 승객을 보호할 수 있을 만큼 충분히 견고함을 보장합니다."

Far-UK의 이사이자 총책임자인 Lyndon Sanders는 “BRAINSTORM 프로젝트는 Far Composites 팀을 향한 진정한 한 걸음처럼 느껴집니다. “TDI의 업계 경험을 활용하여 대중 교통 응용 분야를 위한 새로운 유형의 차체 구조 원리를 연마할 수 있다는 것은 정말 좋았습니다. 여기에 Composites Braiding 및 WMG와의 협력 작업을 추가하여 이러한 생각을 실제 시연자로 전환하여 실제로 어떤 모습일지 보여 주는 것은 정말 강력했습니다. 이제 그것은 좋은 생각이 아니라 그것을 보고, 만지고, 심지어 집어들 수 있는 업계 관계자들에게 눈을 뜨게 하는 것입니다."