The Brainstorm project: rail vehicle frame

The BRAINSTORM project: composites for light railcar structures

Driven by the rail industry’s challenges to industry and academia known as the 4Cs – reduce Cost and Carbon emissions and improve Capacity and Customer satisfaction – the BRAINSTORM  project developed the applicability of braided composite structures to a novel, lightweight, modular railcar solution.

 

The challenge of the rail manufacturers

Light rail manufacturers strive to reduce weight and find lighter materials to replace steel or aluminium components in order to make Very-light rail (VLR) stock more economical to run and in order to reduce carbon emissions, rail wear and maintenance downtime. Advanced composite materials, whilst lighter and very proficient, have historically been regarded as an expensive solution, only capable of low- to mid-production volumes. Then, the required strength of rail components and compliance with safety regulations also meant composite materials have had limited use in traditional rail construction.

 

The BRAINSTORM project

The BRAINSTORM project creates a light-weight recyclable light-rail vehicle frame made of woven braided carbon fibre composites. This project started in 2018 and saw partners from Far-UK, Composite Braiding, TDI (Transport Design International) and researchers at WMG, Warwick Manufacturing Group – University of Warwick.

The Brainstorm project: rail vehicle frameThis cross-sector project team braided together carbon fibres with a thermoplastic polymer to create composites and produced a series of tubes which together form strong structural vehicle frames. They used a braiding process to create a ‘sock-like’ preform using highly automated manufacturing techniques. This reduces both labour costs and waste and can achieve out-turn rates of more than a mile of braided material per day. Carbon fibre combined with a thermoplastic matrix was determined to be the appropriate material solution as this synthesis provided the required strength and speed of processing. The connecting beams of the spaceframe were designed with a consistent external diameter but with tailored wall thickness to give optimum cost/weight and structural performance balance depending on where they are used within the spaceframe. This also helped to keep tooling costs down and allowed all joining (assembly by welding and adhesive bonding) to be standardised.

The Brainstorm project: a light-weight recyclable light-rail vehicle frame made of woven braided carbon fibre compositesThe team designed, developed, and manufactured their first prototype demonstrator frame in May 2019. This new light-rail vehicle frame has a unique advantage: it can be easily assembled by adhesive and simple welding, and can be repaired if damaged, and recycled or reused in other structures at its end of life.

In May 2020, the BRAINSTORM project has won gold at the JEC World 2020 Innovation awards in the Category “Railway Vehicles and Infrastructure.”


Leggi anche

Prodotta tra il 1965 e il 1969 come modello entry level, la 912c originale non aveva le caratteristiche per essere considerata un’auto da corsa ad alte prestazioni. Montava, infatti, un motore 1.6 quattro cilindri da 90 CV che le consentiva un’accelerazione 0-100 km/h in 13,5 secondi. Oggi, però, questa vettura è stata rivista con una meccanica completamente diversa. …

Leggi tutto…

Le hypercar elettriche sono un prodotto di nicchia, che però si sta gradualmente diffondendo, dal momento che sono sempre di più le Case Madri (sportive e non) in procinto di lanciare il proprio modello. Un progetto di non facile realizzazione, per il quale potrebbe essere necessario affidarsi a fornitori esterni per la progettazione della piattaforma, in modo da lasciare agli ingegneri il solo compito di elaborare i motori….

Leggi tutto…

Dettagli concettuali, come l’incorporazione di materiali compositi; un design biomimetico e un focus sulla sicurezza caratterizzano il nuovo concept dell’abitacolo a cinque posti del veicolo elettrico a decollo e atterraggio verticale (eVTOL) di Supernal. Il team di ingegneri e progettisti ha utilizzato l’approccio riduttivo dell’industria automobilistica per creare una cabina leggera, in fibra di carbonio sagomata. …

Leggi tutto…

Nel mondo dei compositi ci si può trovare davanti a problematiche di fissaggio date dalla necessità di ottenere filettature su bassi spessori, o materiali teneri come fibra di carbonio o compositi in genere. Per questa tipologia di problemi Specialinsert® ha tra la sua gamma le olivette autofrenanti, che offrono un sistema di fissaggio leggero ma ad alta resistenza….

Leggi tutto…

Il Gruppo Reglass, oltre 100 anni di attività, da più di 40 opera nel campo dei materiali compositi avanzati della fibra di carbonio. Resine polimeriche e fibre di carbonio vengono trasformate in fogli di pre-impregnato (prepreg) per produrre tubi altamente performanti. A supporto, l’attività di ricerca e sviluppo che si svolge nei laboratori aziendali in collaborazione con Università e centri di ricerca….

Leggi tutto…