隨著環(huán)境、能源壓力的增大，高鐵、城鐵等有軌道列車對(duì)“身輕如燕”的需求也日益迫切，成為主要的技術(shù)進(jìn)步方向。
成都天智輕量化科技有限公司創(chuàng)始人、西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸裝備輕量化研究所所長(zhǎng)權(quán)高峰教授及其團(tuán)隊(duì)目前正致力于軌道列車輕量化產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，他們的目標(biāo)是，用高性價(jià)比的鎂合金和鎂基復(fù)合材料讓有軌道列車更輕、更快、更省、更健康、更環(huán)保。
用鎂合金為有軌道列車減重
被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“中國(guó)鎂合金運(yùn)輸裝備應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)軍人物”的權(quán)高峰教授及其團(tuán)隊(duì)近年來(lái)一直苦心鉆研的正是用鎂合金及鎂復(fù)合材料讓高鐵、城地鐵等有軌道列車變得更輕。鎂合金是最輕的金屬工程結(jié)構(gòu)材料，密度僅有1.7，而鋁合金為2.7，鋼是7.8。可見(jiàn)鎂合金具有天然的輕量化優(yōu)勢(shì)。在這一研究方向驅(qū)動(dòng)下，目前他和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出兩大類七種產(chǎn)品，包括鎂合金過(guò)渡車鉤(城軌列車和高速列車)、鎂合金/鋁合金蜂窩模塊(高速列車)、鎂合金臥鋪(軌道客車、公路客車、船舶客艙)等，用于替有軌道列車和客運(yùn)裝備“減重瘦身”。
記者在權(quán)高峰教授的辦公室看到，普通的鋼制的過(guò)渡車鉤重達(dá)84公斤，普通人根本沒(méi)有辦法搬動(dòng)，而天智輕量化團(tuán)隊(duì)利用鎂合金材料制作的過(guò)渡車鉤僅有18公斤，減少了66公斤。在減重實(shí)現(xiàn)便捷安裝的情況下，據(jù)權(quán)教授介紹，其性能并不輸現(xiàn)有車鉤。而且重量減輕了，車身的負(fù)擔(dān)就會(huì)更小，能耗、排放也會(huì)相應(yīng)降低。“所謂輕量化，就在保證列車的強(qiáng)度和安全性能的前提下，降低列車整備質(zhì)量，從而提高其性能，減少能耗，降低排氣污染排放。”權(quán)教授指出，西方先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和我們的研究也證明了，當(dāng)前我們國(guó)家的交通發(fā)展模式是不可持續(xù)的，用軌道交通來(lái)逐步替代汽車是一種趨勢(shì)，比如用有軌電車代替汽車實(shí)現(xiàn)綠色城市交通，是歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家近年來(lái)的成功經(jīng)驗(yàn)。而運(yùn)用輕量化材料為車身減重降減能耗，也會(huì)使得軌道交通更加輕便節(jié)能環(huán)保。
業(yè)內(nèi)人士指出，鎂合金及鎂復(fù)合材料是制造工業(yè)中可工業(yè)化使用的最輕金屬結(jié)構(gòu)材料之一，其性能特點(diǎn)決定了眾多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：一是不同檔次的鎂合金材料與相對(duì)應(yīng)的鋁合金等材料性能相當(dāng)，但是同時(shí)鎂更輕，而且制造成本也在不斷下降;二是鎂合金材料更環(huán)保，相較于鋼鐵和鋁，鎂對(duì)人體無(wú)害;三是新一代的鎂合金產(chǎn)品耐腐蝕性更強(qiáng);四是鎂資源豐富，有數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)鎂儲(chǔ)量世界第一, 白云石礦和菱鎂礦為提煉金屬鎂的主要原料, 世界白云石菱鎂礦儲(chǔ)量的2/3集中分布在中國(guó)，全世界金屬鎂產(chǎn)量的21/32以上由我國(guó)提供。在此情況下，鎂合金及鎂復(fù)合材料注定要在“中國(guó)制造”的減重行動(dòng)中擔(dān)任重要角色。
向整車輕量化出發(fā)
為了將研發(fā)成果早日轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，將生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品，在西南交大的支持下，權(quán)高峰及其團(tuán)隊(duì)注冊(cè)成立了成都天智輕量化科技有限公司，并在成都市溫江區(qū)建成了一個(gè)試驗(yàn)中心和生產(chǎn)中心。
目前其主打產(chǎn)品之一蜂窩模塊已經(jīng)完成小批量生產(chǎn)技術(shù)和裝備開(kāi)發(fā)，鎂合金過(guò)渡車鉤也完成實(shí)物樣品制備并送檢，正在進(jìn)行適合小批量生產(chǎn)的成套裝備、模具設(shè)計(jì)制作，年底前將實(shí)現(xiàn)銷售。另一款過(guò)渡車鉤也完成了模具設(shè)計(jì)，正在投料試生產(chǎn)，即將進(jìn)入測(cè)試階段。據(jù)權(quán)高峰介紹，目前其主要客戶為中國(guó)中車旗下青島四方機(jī)車車輛研究所股份有限公司。預(yù)期2至3年內(nèi)的采購(gòu)量可達(dá)約5000萬(wàn)元人民幣以上。而眾所周知，四方研究所是軌道交通行業(yè)車輛專業(yè)研究所，是軌道車輛關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品的重要供應(yīng)商。
但，生產(chǎn)過(guò)渡車鉤、蜂窩結(jié)構(gòu)等部件遠(yuǎn)不是權(quán)高峰教授及其團(tuán)隊(duì)的主要目標(biāo)。既然鎂合金及其復(fù)合材料優(yōu)勢(shì)明顯，他們自然是想把它運(yùn)用到整車制造中去。
他們團(tuán)隊(duì)的研究數(shù)據(jù)表明，運(yùn)用鎂相關(guān)材料來(lái)制造有軌列車車體及內(nèi)裝部件，將大大降低其重量。以京滬高鐵的客運(yùn)專線為例，如果將其車身用鎂合金來(lái)制造整個(gè)車身，整體將減重約13%以上，節(jié)能平均幅度則是8%。以京滬高鐵目前全線運(yùn)營(yíng)每天1000多班次的動(dòng)車組來(lái)計(jì)算，全部應(yīng)用鎂合金車體，一天僅直達(dá)列車即可節(jié)約用電126萬(wàn)度、折合減少二氧化碳排放1146噸。而一般節(jié)能幅度超過(guò)5%，國(guó)家就可能將其提上戰(zhàn)略發(fā)展高度，發(fā)文專門(mén)推廣。由此可見(jiàn)，運(yùn)用鎂合金及復(fù)合材料對(duì)列車進(jìn)行減重以后，對(duì)于節(jié)能減排意義重大。
據(jù)介紹，目前權(quán)高峰教授及團(tuán)隊(duì)和合作伙伴對(duì)鎂合金整車車身的前期研發(fā)包括材料、型材、焊接等基礎(chǔ)研發(fā)已經(jīng)完成，第二階段是技術(shù)系統(tǒng)集成階段，第三個(gè)階段則是檢測(cè)認(rèn)證、進(jìn)入市場(chǎng)。目前他們已經(jīng)進(jìn)入第二階段即技術(shù)系統(tǒng)集成階段。按照他們的計(jì)劃，在2017年將研發(fā)出有軌電車車體的樣車，2018年研發(fā)出道速動(dòng)車車體的樣車。
獲多項(xiàng)國(guó)家政策支持
當(dāng)下，權(quán)高峰及團(tuán)隊(duì)在城市有軌電車輕量化研發(fā)方面走在了世界的前沿，其團(tuán)隊(duì)擁有專利多項(xiàng)，其中發(fā)明專利21項(xiàng)、實(shí)用新型專利8項(xiàng)、國(guó)際專利授權(quán)5項(xiàng)。其多項(xiàng)技術(shù)和布局均處于“人無(wú)我有”的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)中。
作為技術(shù)領(lǐng)軍人物，權(quán)高峰于1994年獲西安交通大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，1999-2006在德國(guó)勃蘭登堡工業(yè)大學(xué)和德國(guó)GKSS研究中心鎂合金中心工作，終日與“鎂”打交道，歸國(guó)后，受聘西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸裝備輕量化研究所所長(zhǎng)，先后承擔(dān)過(guò)鐵道部、教育部、科技部、遼寧省等多項(xiàng)重點(diǎn)研究項(xiàng)目以及眾多個(gè)國(guó)際合作項(xiàng)目?？梢哉f(shuō)，在鎂材料行業(yè)，權(quán)高峰教授是應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的頂級(jí)專家。
過(guò)硬的技術(shù)背景以及廣闊的市場(chǎng)空間，使得其研發(fā)項(xiàng)目獲國(guó)家多項(xiàng)政策支持，包括2011-2015國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)支持、國(guó)家自然科學(xué)基金2項(xiàng)青年項(xiàng)目支持、2014四川省項(xiàng)目立項(xiàng)支持及成都市創(chuàng)業(yè)新產(chǎn)品項(xiàng)目支持、雙流縣創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目財(cái)政支持。
同時(shí)，他們也頻頻受到創(chuàng)投機(jī)構(gòu)的關(guān)注。早在今年5月份舉辦的“創(chuàng)業(yè)天府·菁蓉匯·雙流”活動(dòng)中，天智輕量化的項(xiàng)目一出場(chǎng)就受到幾乎所有在場(chǎng)投資機(jī)構(gòu)的熱捧，30多家與會(huì)投資機(jī)構(gòu)悉數(shù)舉牌，當(dāng)場(chǎng)溢價(jià)1000萬(wàn)元，超過(guò)其融資意向5倍。
權(quán)高峰教授表示，天智公司已經(jīng)得到了第一筆VC投資，目前公司正在準(zhǔn)備進(jìn)行新一輪融資計(jì)劃，未來(lái)他們將攜手資本市場(chǎng)對(duì)公司進(jìn)行管理經(jīng)營(yíng)、爭(zhēng)取早日做大做強(qiáng)，為中國(guó)制造發(fā)力。