Изготовление
Несмотря на благоприятные характеристики композиционных материалов, технология изготовления изделий из них, напротив, ограничена выбором и связана с большими затратами ручного труда. Наблюдается тенденция к постепенной механизации и автоматизации технологических процессов, но при изготовлении подвижного состава по-прежнему преобладает наложение слоев вручную (21 %), в ряде случаев способом напыления (12 %). Эти процессы, гибкие и позволяющие удовлетворить предъявляемые требования, из которых одним из важнейших является простота сборки и в случае необходимости замены отдельных элементов, остаются весьма трудоемкими. Поэтому они наиболее приемлемы для выпуска изделий небольшими партиями, особенно крупногабаритных, таких, как конструктивные элементы кузовов электровозов Le Shuttle. Несмотря на большие размеры, здесь достигнута высокая точность: при формовке выдержаны допуски + 2 мм.
Для большинства изделий преимущественным методом изготовления является холодная формовка. Она в течение многих лет применяется для изготовления оконных рам, туалетных модулей и облицовочных панелей. Этот полуавтоматический процесс обеспечивает лучший контроль качества, чем наложение слоев вручную. Кроме того, при этом процессе значительно снижается уровень выделения стирола. Затраты на технологическое оборудование зависят от размера партии, поэтому для изготовления таких изделий, как каркасы кресел, используются маты, пропитанные в горячем состоянии смолой (SMC). Улучшенная декоративная отделка изделий из SMC может быть получена последующим нанесением лакокрасочных покрытий.
Все более широкое распространение приобретает литьевое прессование (RTM). Эта технология нашла применение при изготовлении британской компанией Astec деталей кресел и раздвижных дверей для вагонов трамвая Страсбура. Вариантом этого метода является литье под давлением (NIM), которое использовала британская компания Fibrette Composites при изготовлении кресел для электропоездов серии 465 Networker. Процесс NIM позволяет отливать изделия сложной конфигурации. Благодаря использованию входящих в состав композиции стекловолокна, смолы Modar, наполнителя из тригидрата алюминия и полиуретановой пены массу корпуса кресла в сборе удалось снизить почти до 6 кг.
Многослойные конструкции
Внедрение целой гаммы новых композиционных материалов дало возможность освоить изготовление многослойных конструкций (типа сэндвич), преимущественно панельных. Такие панели представляют собой сформованные в единое целое слои материала основы (из древесины бальзы, вспенивающихся или ячеистых полимеров), заключенные между двумя жестко соединенными оболочками, которые могут быть металлическими (например, из алюминия) или армированными композитными (например, из слоистого меламина под давлением), в том числе с декоративным покрытием.
Панели типа сэндвич представляют проектировщикам возможность получения облегченных конструкций. Нагрузки, действующие на многослойные конструкции, воспринимаются материалом оболочек в виде напряжений растяжения или сжатия. Материал основы, жестко связанной с оболочками, хотя и отделяет оболочки друг от друга, но способен обеспечить передачу между ними возникающих усилий среза, так что панель работает как единая конструкция. Целостность конструкции типа сэндвич способствует значительному увеличению прочности материалов отделочных покрытий, в результате чего повышаются их качество и долговечность.
Многослойные конструкции на основе ячеистых полимеров могут быть внутри заполнены пеной, как это сделано, например, при изготовлении компанией Hexcel лобовых частей поездов железных дорог Финляндии из вагонов с наклоняемыми кузовами, в которых использованы материалы марок М14 с предварительной пропиткой и ячеистый Normex R. Этот метод наиболее часто применяется для плоских панелей, которые просты в изготовлении и используются в различных элементах внутренней отделки пассажирских вагонов, особенно тамбуров и туалетов. Конструкционные характеристики могут быть улучшены за счет использования предварительно изготовленных модулей. Когда панели поставляются с оболочками, на которые уже нанесены декоративные покрытия, такие изделия, как внутренние перегородки и элементы кабин управления, могут изготавливаться с минимальными потребностями в отделочных работах.
При разработке многослойных конструкций следует учитывать определенные концептуальные требования с точки зрения гибкости, жесткости, сопротивляемости деформациям. Есть возможность придавать им желаемые механические и физические характеристики, не уступающие традиционным конструкционным материалам.