Analýza aplikace funkčního polycarbohodné desky na stranní okenní sklo vozidel městské železniční dopravy

S rozvojem železniční dopravní infrastruktury klade trh vyšší požadavky na lehké a úsporné vozy. Jako důležitá součást vozidla se stala výzkumná činnost na lehkém bočním okně hlavním směrem pro celkovou redukci hmotnosti vozidla. Ve srovnání s tvrděné sklem má deska z polycarbonátu (PC) vlastnosti lehké hmotnosti, dobré odolnosti při nárazu, dobré tepelné izolace a nižších nákladů, což ji činí schopnou nahradit tradiční sklo vozidel.

Vlastnosti desky PC

 Charakteristiky lehkosti

Ve srovnání s tvrděným sklem je hustota desky PC snížena o 50 %, což splňuje požadavky na větší boční okenní plochu, ale také požadavky na lehkost vozidla.

odolnost při nárazu

 Deska PC má vynikající odolnost při nárazu.

Porovnáním PC desky s laminovaným sklem je tepelná vodivost zlepšena o 25 %, což nejen zvyšuje pohodlí uživatele vozidla uvnitř, ale také pomáhá udržovat konstantní teplotu v cestujícím prostoru. Z dlouhodobého provozu vozidla lze konstatovat, že PC deska může efektivně snížit spotřebu energie HVAC systému vozidla a snížit náklady na topení a chlazení pro provozní oddělení.

Stroje

Deska z polycarbonátu má dobré možnosti obrábění a modelování, lze ji řezat, vrtat a ohýbat atd. Podle tvaru karosérie může být navržena do různých třídimenzionálních forem. Navíc sama deska z polycarbonátu má dobré tuhosti a nemá ostré hrany, takže není třeba provádět složité procesy jako fašírování, ocelování, nebo dvojvrstvování jako u bezpečnostního skla. Ve srovnání s existujícím typem FRAII-laminovaného skla jsou úspory nákladů až 20 %. Panely z polycarbonátu lze dodávat v různých barvách, což může splnit různé požadavky na poměr přenosu sluneční energie a průchodnosti viditelného světla pro okna železničních vozidel.

Odporné na opotřebení a proti škrábancům

 Omezeny vlastnostmi materiálu jsou odolnost proti nosnosti a stárnutí polycarbonátové desky nižší než u tříštěného skla. U jediné desky bez povrchového zpracování byl proveden test šlechování podle normy ASTM D1044. Za podmínek zatížení 500g a 1000 rotací při šlechování přesahuje rozdíl mlhavosti na povrchu polycarbonátové desky 30 %, zatímco rozdíl mlhavosti na povrchu tříštěného skla je pouze 0,26 % za stejných testovacích podmínek.

Deska z PC má špatnou odolnost vůči počasí. Pokud je vystavena slunečnímu světlu dlouhou dobu, účinek ultrafialového záření zrychlí stárnutí, barva se změní na žlutou a odolnost vůči nárazu a další mechanické vlastnosti se sníží. V oblasti autokaret, kvůli operačním potřebám, bude deska vystavena venkovnímu prostředí po delší dobu. Pro průhledná okna je jejich stárnutí a žloutnutí velmi zřetelné z estetického hlediska. Zároveň budou stopy po dlouhodobém tření ovlivňovat pole viditelnosti a vzhled, což vede ke časté výměně v životním cyklu desky. Proto tradiční deska z PC nemůže splnit požadavky pro použití v oknech kolejových vozidel.

Vylepšení vlastností desek z PC

 Pro zlepšení odolnosti proti tření a stárnutí desk z PC musí být povrch potažen tvrdnoucí vrstvou. Po tvrdné úpravě povrchu je odolnost proti tření desek z PC významně zvýšena.

Zároveň může tuhá vrstva na jeho povrchu filtrovat více než 90 % ultrafialového světla, což zvyšuje odolnost desky proti stárnutí a současně zajistí pohodlí cestujících v kabince.

Deska z PC má špatnou odolnost vůči počasí. Pokud je vystavena slunečnímu světlu dlouhou dobu, účinek ultrafialového záření zrychlí stárnutí, barva se změní na žlutou a odolnost vůči nárazu a další mechanické vlastnosti se sníží. V oblasti autokaret, kvůli operačním potřebám, bude deska vystavena venkovnímu prostředí po delší dobu. Pro průhledná okna je jejich stárnutí a žloutnutí velmi zřetelné z estetického hlediska. Zároveň budou stopy po dlouhodobém tření ovlivňovat pole viditelnosti a vzhled, což vede ke časté výměně v životním cyklu desky. Proto tradiční deska z PC nemůže splnit požadavky pro použití v oknech kolejových vozidel.

Vylepšení vlastností desek z PC

 Pro zlepšení odolnosti proti tření a stárnutí desk z PC musí být povrch potažen tvrdnoucí vrstvou. Po tvrdné úpravě povrchu je odolnost proti tření desek z PC významně zvýšena.

Zároveň může tuhá vrstva na jeho povrchu filtrovat více než 90 % ultrafialového světla, což zvyšuje odolnost desky proti stárnutí a současně zajistí pohodlí cestujících v kabince.