Ähnlich wie in der Automobilindustrie sind Stahl und Aluminium die dominierenden Materialien, die in der verwendet werdenBau von Zugkörpern, einschließlich der Bordwände, des Dachs, der Bodenplatten und der Sattelschienen, die den Boden des Zuges mit der Seitenwand verbinden.Aluminium bietet Hochgeschwindigkeitszügen eine Reihe von Vorteilen: seine relative Leichtigkeit im Vergleich zu Stahl, einfachere Montage aufgrund der Reduzierung der Teile und hohe Korrosionsbeständigkeit.Obwohl Aluminium etwa 1/3 des Gewichts von Stahl ausmacht, wiegen die meisten in der Transportindustrie verwendeten Aluminiumteile aufgrund der Festigkeitsanforderungen etwa die Hälfte des Gewichts entsprechender Stahlteile.
Die im Leichtbau von Hochgeschwindigkeits-Schienenwagen verwendeten Aluminiumlegierungen (meistens Serie 5xxx und 6xxx, wie in der Automobilindustrie, aber auch Serie 7xxx für hohe Festigkeitsanforderungen) haben im Vergleich zu Stahl eine geringere Dichte (ohne Kompromisse bei der Festigkeit) sowie eine hervorragende Umformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit.Die gebräuchlichsten Legierungen für Züge sind 5083-H111, 5059, 5383, 6060 und neuer 6082. Zum Beispiel enthalten Japans Hochgeschwindigkeits-Shinkansen-Züge hauptsächlich die 5083-Legierung und etwas 7075, das häufiger in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird, während die deutsche Transrapid verwendet hauptsächlich 5005-Bleche für Paneele und 6061, 6063 und 6005 für Extrusionen.Darüber hinaus werden Kabel aus Aluminiumlegierungen auch zunehmend als Ersatz für herkömmliche Kupferkernkabel in Bahnübertragungen und -installationen verwendet.
Der Hauptvorteil von Aluminium gegenüber Stahl besteht somit in der Sicherstellung eines geringeren Energieverbrauchs in Hochgeschwindigkeitszügen und einer erhöhten Ladekapazität, die transportiert werden kann, insbesondere in Güterzügen.In S- und S-Bahnen, wo die Züge viele Zwischenstopps einlegen müssen, können erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden, da beim Einsatz von Aluminiumwagen weniger Energie zum Beschleunigen und Bremsen benötigt wird.Durch den Leichtbau von Zügen in Verbindung mit anderen ähnlichen Maßnahmen kann der Energieverbrauch bei neuen Waggons um bis zu 60 % gesenkt werden.
Das Ergebnis: Für die neueste Generation von Regional- und Hochgeschwindigkeitszügen hat Aluminium erfolgreich Stahl als Werkstoff der Wahl abgelöst.Diese Waggons verbrauchen durchschnittlich 5 Tonnen Aluminium pro Waggon.Da einige Stahlkomponenten beteiligt sind (z. B. Räder und Lagermechanismen), sind solche Wagen im Vergleich zu Stahlwagen normalerweise um ein Drittel leichter.Dank der Energieeinsparung amortisieren sich die anfänglich höheren Produktionskosten für Leichtbauwagen (im Vergleich zu Stahl) nach etwa zweieinhalb Jahren Nutzung.Mit Blick auf die Zukunft werden Kohlefasermaterialien zu noch größeren Gewichtseinsparungen führen.
Postzeit: 19. April 2021