زیادہ سے زیادہ جامع مواد ریل اور ماس ٹرانزٹ سسٹم میں اپنا راستہ تلاش کر رہے ہیں۔

اس کے علاوہ، بس، سب وے اور ٹرین آپریٹرز شور وغل اور کیکوفونی کو کم کرنے میں جامع مواد کے فوائد کو سمجھنے لگے ہیں۔ڈیوس نے کہا، "اگر آپ کبھی سب وے پر گئے ہیں اور دھاتی پلیٹ کی کھڑکھڑاہٹ سنی ہے۔"اگر پینل جامع مواد سے بنا ہے، تو یہ آواز کو خاموش کر دے گا اور ٹرین کو پرسکون کر دے گا۔"

کمپوزٹ کا ہلکا وزن بھی ایندھن کے استعمال کو کم کرنے اور اس کی حد کو بڑھانے میں دلچسپی رکھنے والے بس آپریٹرز کے لیے پرکشش بناتا ہے۔ستمبر 2018 کی ایک رپورٹ میں، مارکیٹ ریسرچ فرم لوسینٹل نے پیش گوئی کی ہے کہ بڑے پیمانے پر نقل و حمل اور آف روڈ گاڑیوں میں استعمال ہونے والے مرکبات کی عالمی مارکیٹ 2018 اور 2023 کے درمیان 4.6 فیصد کی سالانہ شرح سے بڑھے گی، جس کی ممکنہ قیمت 2023 تک $1 بلین ہو گی۔ مواقع مختلف ایپلی کیشنز سے آئیں گے، بشمول بیرونی، اندرونی، ہڈ اور پاور ٹرین کے پرزے، اور برقی اجزاء۔

Norplex-Micarta اب نئے پرزے تیار کرتا ہے جن کا فی الحال امریکہ میں لائٹ ریل لائنوں پر تجربہ کیا جا رہا ہے۔اس کے علاوہ، کمپنی مسلسل فائبر مواد کے ساتھ الیکٹریفیکیشن سسٹمز پر توجہ مرکوز کرتی ہے اور انہیں تیز تر کیورنگ رال سسٹم کے ساتھ جوڑتی ہے۔ڈیوس نے وضاحت کی کہ "آپ لاگت کو کم کر سکتے ہیں، پیداوار بڑھا سکتے ہیں، اور FST phenolic کی مکمل فعالیت کو مارکیٹ میں لا سکتے ہیں۔"اگرچہ مرکب مواد اسی طرح کے دھاتی حصوں سے زیادہ مہنگا ہو سکتا ہے، ڈیوس کا کہنا ہے کہ لاگت ایپلی کیشن کا تعین کرنے والا عنصر نہیں ہے جس کا وہ مطالعہ کر رہے ہیں۔

روشنی اور شعلہ retardant
یورپی ریل آپریٹر Duetsche Bahn کے 66 ICE-3 ایکسپریس کاروں کے بیڑے کی تجدید کاری گاہکوں کی مخصوص ضروریات کو پورا کرنے کے لیے جامع مواد کی صلاحیتوں میں سے ایک ہے۔ایئر کنڈیشنگ سسٹم، مسافروں کے تفریحی نظام اور نئی سیٹوں نے ICE-3 ریل کاروں میں غیر ضروری وزن بڑھا دیا۔اس کے علاوہ، اصل پلائیووڈ فرش نئے یورپی آگ کے معیار پر پورا نہیں اترتا تھا۔کمپنی کو وزن کم کرنے اور آگ سے تحفظ کے معیارات پر پورا اترنے کے لیے فرش کے حل کی ضرورت تھی۔ہلکا پھلکا جامع فرش جواب ہے۔

جرمنی میں مقیم جامع کپڑے بنانے والا Saertex اپنے فرش کے لیے LEO® میٹریل سسٹم پیش کرتا ہے۔Saertex گروپ میں مارکیٹنگ کے عالمی سربراہ، ڈینیل اسٹمپ نے کہا کہ LEO ایک تہہ دار، غیر کرمپڈ کپڑا ہے جو بنے ہوئے کپڑوں سے زیادہ مکینیکل خصوصیات اور زیادہ ہلکے وزن کی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔چار اجزاء والے جامع نظام میں آگ سے بچنے والی خصوصی کوٹنگز، فائبر گلاس سے تقویت یافتہ مواد، SAERfoam® (ایک بنیادی مواد جس میں مربوط 3D-فائبر گلاس برجز ہیں)، اور LEO vinyl ester resins شامل ہیں۔

ایس ایم ٹی (جرمنی میں بھی مقیم)، ایک جامع مواد بنانے والی کمپنی نے، ایک برطانوی کمپنی ایلن ہارپر کے بنائے گئے دوبارہ قابل استعمال سلیکون ویکیوم بیگز کا استعمال کرتے ہوئے ویکیوم فلنگ کے عمل کے ذریعے فرش بنایا۔اسٹمپ نے کہا کہ "ہم نے پچھلے پلائیووڈ سے تقریباً 50 فیصد وزن بچایا تھا۔""LEO سسٹم مسلسل فائبر لیمینیٹ پر مبنی ہے جس میں بہترین مکینیکل خصوصیات کے ساتھ ایک غیر بھرے ہوئے رال سسٹم کے ساتھ ہے.... اس کے علاوہ، کمپوزٹ نہیں گلتا، جو ایک بڑا فائدہ ہے، خاص طور پر ان علاقوں میں جہاں سردیوں میں برف پڑتی ہے اور فرش گیلا ہے۔"فرش، اوپر کا قالین اور ربڑ کا مواد سبھی نئے شعلے کو روکنے والے معیارات پر پورا اترتے ہیں۔

SMT نے 32,000 مربع فٹ سے زیادہ پینل تیار کیے ہیں، جو آج تک کی آٹھ ICE-3 ٹرینوں میں سے تقریباً ایک تہائی میں نصب کیے گئے ہیں۔تزئین و آرائش کے عمل کے دوران، ہر پینل کے سائز کو کسی خاص کار میں فٹ کرنے کے لیے بہتر بنایا جا رہا ہے۔ICE-3 سیڈان کا OEM نئی جامع فرش سے اتنا متاثر ہوا کہ اس نے ریل کاروں میں دھات کی پرانی چھت کے ڈھانچے کو جزوی طور پر تبدیل کرنے کے لیے ایک جامع چھت کا حکم دیا۔

مزید جاؤ
پروٹیرا، کیلیفورنیا میں مقیم ڈیزائنر اور زیرو ایمیشن الیکٹرک بسوں کا مینوفیکچرر، 2009 سے اپنے تمام جسموں میں مرکب مواد استعمال کر رہا ہے۔ 2017 میں، کمپنی نے اپنی بیٹری سے چارج شدہ Catalyst پر 1,100 یک طرفہ میل چلا کر ایک ریکارڈ قائم کیا۔ ®E2 بس۔اس بس میں ایک ہلکا پھلکا باڈی ہے جو کمپوزٹ مینوفیکچرر TPI Composite نے بنائی ہے۔

* حال ہی میں، TPI نے پروٹیرا کے ساتھ ایک مربوط آل ان ون جامع الیکٹرک بس تیار کرنے کے لیے تعاون کیا۔"ایک عام بس یا ٹرک میں، ایک چیسس ہوتی ہے، اور جسم اس چیسس کے اوپر بیٹھتا ہے،" TPI میں اسٹریٹجک مارکیٹنگ کے ڈائریکٹر Todd Altman بتاتے ہیں۔بس کے سخت شیل ڈیزائن کے ساتھ، ہم نے آل ان ون کار کے ڈیزائن کی طرح چیسس اور باڈی کو ایک ساتھ مربوط کیا۔" کارکردگی کی ضروریات کو پورا کرنے میں ایک ڈھانچہ دو الگ الگ ڈھانچوں سے زیادہ موثر ہے۔
پروٹیرا سنگل شیل باڈی مقصد سے بنائی گئی ہے، جو شروع سے الیکٹرک گاڑی کے طور پر ڈیزائن کی گئی ہے۔الٹمین نے کہا کہ یہ ایک اہم امتیاز ہے، کیونکہ بہت سے کار سازوں اور الیکٹرک بس بنانے والوں کا تجربہ یہ رہا ہے کہ وہ اپنے روایتی ڈیزائن کو اندرونی دہن کے انجنوں کے لیے برقی گاڑیوں میں ڈھالنے کے لیے محدود کوششیں کرتے ہیں۔"وہ موجودہ پلیٹ فارم لے رہے ہیں اور زیادہ سے زیادہ بیٹریاں پیک کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ یہ کسی بھی نقطہ نظر سے بہترین حل پیش نہیں کرتا ہے۔""Altman نے کہا.
مثال کے طور پر بہت سی الیکٹرک بسوں میں بیٹریاں گاڑی کے پیچھے یا اوپر ہوتی ہیں۔لیکن پروٹیرا کے لیے، TPI بیٹری کو بس کے نیچے نصب کرنے کے قابل ہے۔آلٹ مین نے کہا، "اگر آپ گاڑی کی ساخت میں بہت زیادہ وزن شامل کر رہے ہیں، تو آپ چاہتے ہیں کہ وہ وزن زیادہ سے زیادہ ہلکا ہو، کارکردگی کے نقطہ نظر سے اور حفاظتی نقطہ نظر سے،" آلٹ مین نے کہا۔انہوں نے نوٹ کیا کہ بہت سے الیکٹرک بس اور کار بنانے والے اب ڈرائنگ بورڈ پر واپس جا رہے ہیں تاکہ اپنی گاڑیوں کے لیے زیادہ موثر اور ٹارگٹڈ ڈیزائن تیار کر سکیں۔

TPI نے Iowa اور Rhode Island میں TPI کی سہولیات پر 3,350 تک جامع بس باڈیز بنانے کے لیے Proterra کے ساتھ پانچ سالہ معاہدہ کیا ہے۔

اپنی مرضی کے مطابق کرنے کی ضرورت ہے۔
Catalyst بس باڈی کو ڈیزائن کرنے کے لیے ضروری ہے کہ TPI اور Proterra تمام مختلف مواد کی طاقتوں اور کمزوریوں کو مسلسل متوازن رکھیں تاکہ وہ بہترین کارکردگی کو حاصل کرتے ہوئے لاگت کے اہداف کو پورا کر سکیں۔آلٹ مین نے نوٹ کیا کہ TPI کے بڑے ونڈ بلیڈز بنانے کا تجربہ جو تقریباً 200 فٹ لمبا اور 25,000 پاؤنڈ وزنی ہے، ان کے لیے 40 فٹ بس باڈیز تیار کرنا نسبتاً آسان بناتا ہے جن کا وزن 6,000 اور 10,000 پاؤنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔

TPI منتخب طور پر کاربن فائبر کا استعمال کرتے ہوئے اور سب سے زیادہ بوجھ برداشت کرنے والے علاقوں کو تقویت دینے کے لیے اسے برقرار رکھ کر مطلوبہ ساختی طاقت حاصل کرنے کے قابل ہے۔"ہم کاربن فائبر استعمال کرتے ہیں جہاں آپ بنیادی طور پر کار خرید سکتے ہیں،" آلٹ مین نے کہا۔مجموعی طور پر، کاربن فائبر جسم کے مرکب کو مضبوط کرنے والے مواد کا 10 فیصد سے بھی کم بناتا ہے، باقی فائبر گلاس کے ساتھ۔

ٹی پی آئی نے اسی طرح کی وجہ سے ونائل ایسٹر رال کا انتخاب کیا۔"جب ہم epoxies کو دیکھتے ہیں، وہ بہت اچھے ہیں، لیکن جب آپ ان کا علاج کرتے ہیں، تو آپ کو درجہ حرارت بڑھانا پڑتا ہے، لہذا آپ کو سڑنا گرم کرنا پڑتا ہے۔ یہ ایک اضافی خرچ ہے، "انہوں نے جاری رکھا۔

کمپنی ویکیوم اسسٹڈ رال ٹرانسفر مولڈنگ (VARTM) کا استعمال کرتے ہوئے جامع سینڈوچ ڈھانچے تیار کرتی ہے جو ایک شیل کو ضروری سختی فراہم کرتی ہے۔مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران، کچھ دھات کی متعلقہ اشیاء (جیسے تھریڈڈ فٹنگز اور ٹیپنگ پلیٹس) کو باڈی میں شامل کیا جاتا ہے۔بس کو اوپری اور نچلے حصوں میں تقسیم کیا جاتا ہے، جو پھر ایک ساتھ چپک جاتے ہیں۔کارکنوں کو بعد میں چھوٹے جامع زیورات جیسے کہ فیئرنگ شامل کرنا ضروری ہے، لیکن حصوں کی تعداد دھاتی بس کا ایک حصہ ہے۔

تیار شدہ باڈی کو پروٹیرا بس پروڈکشن پلانٹ میں بھیجنے کے بعد، پروڈکشن لائن تیزی سے بہتی ہے کیونکہ وہاں کم کام کرنا ہے۔آلٹ مین نے مزید کہا کہ "انہیں تمام ویلڈنگ، پیسنے اور مینوفیکچرنگ کرنے کی ضرورت نہیں ہے، اور جسم کو ڈرائیو ٹرین سے جوڑنے کے لیے ان کے پاس ایک بہت ہی آسان انٹرفیس ہے۔"پروٹیرا وقت بچاتا ہے اور اوور ہیڈ کو کم کرتا ہے کیونکہ مونوکوٹک شیل کے لیے کم مینوفیکچرنگ جگہ درکار ہوتی ہے۔

آلٹ مین کا خیال ہے کہ کمپوزٹ بس باڈیز کی مانگ میں اضافہ ہوتا رہے گا کیونکہ شہر آلودگی کو کم کرنے اور اخراجات میں کمی کے لیے الیکٹرک بسوں کا رخ کرتے ہیں۔پروٹیرا کے مطابق، ڈیزل، کمپریسڈ نیچرل گیس یا ڈیزل ہائبرڈ بسوں کے مقابلے بیٹری الیکٹرک گاڑیوں کی سب سے کم آپریٹنگ لائف سائیکل لاگت (12 سال) ہوتی ہے۔یہ ایک وجہ ہو سکتی ہے کہ پروٹیرا کا کہنا ہے کہ اب بیٹری سے چلنے والی الیکٹرک بسوں کی فروخت کل ٹرانسپورٹ مارکیٹ کا 10% ہے۔

الیکٹرک بس باڈی میں جامع مواد کے وسیع اطلاق میں اب بھی کچھ رکاوٹیں ہیں۔ایک ہے مختلف بس صارفین کی ضروریات کی تخصص۔"ہر ٹرانزٹ اتھارٹی مختلف طریقے سے بسیں لینا پسند کرتی ہے -- سیٹ کنفیگریشن، ہیچ اوپننگ۔ یہ بس مینوفیکچررز کے لیے ایک بڑا چیلنج ہے، اور ان میں سے بہت سے کنفیگریشن آئٹمز ہمارے پاس جا سکتے ہیں۔""آلٹ مین نے کہا۔ "انٹیگریٹڈ باڈی مینوفیکچررز ایک معیاری تعمیر چاہتے ہیں، لیکن اگر ہر صارف اعلیٰ درجے کی تخصیص چاہتا ہے، تو ایسا کرنا مشکل ہو گا۔" TPI بہتر انتظام کرنے کے لیے بس ڈیزائن کو بڑھانے کے لیے Proterra کے ساتھ کام جاری رکھے ہوئے ہے۔ آخری صارفین کو مطلوبہ لچک۔

امکان دریافت کریں۔
کمپوزٹ یہ جانچ جاری رکھے ہوئے ہے کہ آیا اس کا مواد بڑے پیمانے پر نقل و حمل کی نئی ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔برطانیہ میں، ELG کاربن فائبر، جو کاربن فائبر کو ری سائیکل کرنے اور دوبارہ استعمال کرنے کے لیے ٹیکنالوجی میں مہارت رکھتا ہے، مسافر کاروں میں بوگیوں کے لیے ہلکا پھلکا مرکب مواد تیار کرنے والی کمپنیوں کے کنسورشیم کی قیادت کرتا ہے۔بوگی کار کی باڈی کو سہارا دیتی ہے، وہیل سیٹ کی رہنمائی کرتی ہے اور اس کے استحکام کو برقرار رکھتی ہے۔وہ ریل کی کمپن کو جذب کرکے اور ٹرین کے موڑ پر سینٹرفیوگل فورس کو کم سے کم کرکے سواری کے آرام کو بہتر بنانے میں مدد کرتے ہیں۔

پروجیکٹ کا ایک مقصد ایسی بوگیوں کو تیار کرنا ہے جو دھاتی بوگیوں کے مقابلے میں 50 فیصد ہلکی ہوں۔"اگر بوگی ہلکی ہے، تو اس سے ٹریک کو کم نقصان پہنچے گا، اور کیونکہ ٹریک پر بوجھ کم ہوگا، اس لیے دیکھ بھال کا وقت اور دیکھ بھال کے اخراجات کو کم کیا جا سکتا ہے،" ELG پروڈکٹ ڈویلپمنٹ انجینئر کیملی سیورٹ کہتی ہیں۔اضافی مقاصد میں سائیڈ ٹو ریل وہیل فورس کو 40 فیصد کم کرنا اور زندگی بھر کی حالت کی نگرانی فراہم کرنا ہے۔یوکے کا غیر منافع بخش ریل سیفٹی اینڈ اسٹینڈرڈز بورڈ (RSSB) تجارتی لحاظ سے قابل عمل پروڈکٹ تیار کرنے کے مقصد سے اس منصوبے کو فنڈ فراہم کر رہا ہے۔

وسیع پیمانے پر مینوفیکچرنگ ٹرائلز کیے گئے ہیں اور ڈائی پریسنگ، روایتی گیلے لے اپ، پرفیوژن اور آٹوکلیو سے پری پریگس کا استعمال کرتے ہوئے متعدد ٹیسٹ پینل بنائے گئے ہیں۔چونکہ بوگیوں کی پیداوار محدود ہوگی، اس لیے کمپنی نے آٹوکلیو میں epoxy prepreg کیورڈ کو تعمیر کے سب سے زیادہ سرمایہ کاری مؤثر طریقہ کے طور پر منتخب کیا۔

فل سائز بوگی کا پروٹو ٹائپ 8.8 فٹ لمبا، 6.7 فٹ چوڑا اور 2.8 فٹ اونچا ہے۔یہ ری سائیکل شدہ کاربن فائبر (ELG کے ذریعہ فراہم کردہ غیر بنے ہوئے پیڈ) اور خام کاربن فائبر کپڑے کے امتزاج سے بنایا گیا ہے۔ایک طرفہ ریشوں کو طاقت کے اہم عنصر کے لیے استعمال کیا جائے گا اور روبوٹک ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے مولڈ میں رکھا جائے گا۔اچھی میکانکی خصوصیات کے ساتھ ایک epoxy کا انتخاب کیا جائے گا، جو ایک نئی وضع کردہ شعلہ retardant epoxy ہو گی جسے ریلوے پر استعمال کے لیے EN45545-2 کی سند دی گئی ہے۔
سٹیل کی بوگیوں کے برعکس، جنہیں سٹیئرنگ بیم سے لے کر دو طرفہ بیم تک ویلڈ کیا جاتا ہے، کمپوزٹ بوگیاں مختلف ٹاپس اور باٹمز کے ساتھ بنائی جائیں گی جو پھر آپس میں جوڑ دی جائیں گی۔موجودہ دھاتی بوگیوں کو تبدیل کرنے کے لیے، کمپوزٹ ورژن کو سسپنشن اور بریک کنکشن بریکٹ اور دیگر لوازمات کو ایک ہی پوزیشن میں جوڑنا ہوگا۔سیرت نے کہا، "ابھی کے لیے، ہم نے اسٹیل کی فٹنگز کو رکھنے کا انتخاب کیا ہے، لیکن مزید پروجیکٹس کے لیے، یہ دلچسپ ہو سکتا ہے کہ اسٹیل کی فٹنگ کو کمپوزٹ قسم کی فٹنگز سے تبدیل کیا جائے تاکہ ہم حتمی وزن کو مزید کم کر سکیں،" سیرت نے کہا۔

برمنگھم یونیورسٹی میں سینسرز اور کمپوزٹ گروپ کا ایک کنسورشیم ممبر سینسر کی ترقی کی نگرانی کر رہا ہے، جسے مینوفیکچرنگ کے مرحلے پر کمپوزٹ بوگی میں ضم کیا جائے گا۔سیرت نے کہا، "زیادہ تر سینسر بوگی پر مجرد پوائنٹس پر تناؤ کی نگرانی پر توجہ مرکوز کریں گے، جب کہ دیگر درجہ حرارت کو محسوس کرنے کے لیے ہیں۔"سینسر جامع ڈھانچے کی حقیقی وقت کی نگرانی کی اجازت دیں گے، جس سے زندگی بھر کے لوڈ ڈیٹا کو جمع کیا جا سکے گا۔یہ چوٹی کے بوجھ اور طویل مدتی تھکاوٹ کے بارے میں قیمتی معلومات فراہم کرے گا۔

ابتدائی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ جامع بوگیوں کو 50% کی مطلوبہ وزن میں کمی حاصل کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔پروجیکٹ ٹیم کو امید ہے کہ 2019 کے وسط تک جانچ کے لیے ایک بڑی بوگی تیار ہو جائے گی۔اگر پروٹوٹائپ توقع کے مطابق کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، تو وہ ریل ٹرانسپورٹ کمپنی Alstom کی طرف سے بنائے گئے ٹراموں کی جانچ کے لیے مزید بوگیاں تیار کریں گے۔

سیرت کے مطابق، اگرچہ ابھی بہت کام کرنا باقی ہے، لیکن ابتدائی اشارے یہ بتاتے ہیں کہ تجارتی طور پر قابل عمل جامع بوگی بنانا ممکن ہے جو لاگت اور طاقت میں دھاتی بوگیوں کا مقابلہ کر سکے۔"پھر مجھے لگتا ہے کہ ریلوے انڈسٹری میں کمپوزٹ کے لیے بہت سے اختیارات اور ممکنہ ایپلی کیشنز موجود ہیں،" انہوں نے مزید کہا۔(ڈاکٹر کیان ژین کے کاربن فائبر اور اس کی جامع ٹیکنالوجی سے دوبارہ شائع شدہ مضمون)۔