碳纤维地铁的应用，是否能推进轻轨轻量化发展
江苏博实科技：传统的地铁采用钢制或者合金材质，为了追求轻量化的效果，研究人员不断地在结构设计和材料上进行缩减，近十几年，合金材质的潜力几乎被用到极限，如果再一味地减少材料，势必会影响车体的力学性能。那么是否有一种综合型的优良材料可以突破金属材料的局限呢？碳纤维复合材料便是这样一种材料。
传统方案是采用高强度铝合金企业用以减轻重量，即使这样，一节动车组车体重量也达十几吨，减轻重量可以大幅降低运行能耗，碳纤维是一种优秀的减重材料，其密度仅有1.7g/cm3，是铝合金的60%，减重性能更加突出，同时，重量轻了，对车轴和车轮的磨耗也会减小。
碳纤维复合材料作为一种新材料，被称为“轻量化之王”，其轻质、高强度的优点为列车轻量化提供了绝佳的解决方案。碳纤维复合材料不仅可以满足轨道交通车辆轻量化需求，期学性能同样十分突出，其抗拉强度、弯曲强度、剪切强度均要优于多数金属结构材料，满足使用强度所需。同时，碳纤维材料的耐冲击性、防火等其他性能方面也表现出色。
中国中车公司与其在德国的中德研发中心联合设计研制的碳纤维地铁车辆“CETROVO”，该车辆车体、转向架构架、司机室、设备舱等部件，验证了地铁车辆主要承载结构应用碳纤维复合材料的设想。
与采用钢、铝合金等传统金属材料的地铁车辆相比，CETROVO的车体、司机室、设备舱分别减重30%以上，转向架构架减重40%，整车减重13%，这意味着它的节能可达到15%。
中国轨道交通行业充满活力，这为新材料碳纤维的推广带来需求窗口。高强度的碳纤维复合材料不失为地铁轻量化的重要途径，以轻量化为核心的综合解决方案是解决安全与效能的最好方案。
虽然碳纤维复合材料在地铁上有成功应用案例，但是并不能代表就能推广其在请过上的应用历程。这需要应用端与供应端的磨合，找到工艺技术的平衡点。航空航天、风电、汽车等领域的碳纤维应用有多年的成熟运用经验，技术持续发展，在解决材料、结构设计、制造工艺、服役性能及维护技术、经济性等多方面问题具有良好的借鉴意义。
阅读延伸：《碳纤维复合材料在地铁中的应用拓展》