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レール研削用砥石技術の展望
2024-12-23
レール研削技術は、レールの病気を効果的に除去し、レールの耐用年数を延ばし、列車運行の快適性、安全性、安定性を向上させることができます。経済発展の急務である線路容量の増強に伴い、予防とメンテナンスを主目的とした予防研削が今後の主流の発展方向となるでしょう。この分野では、法山研削ホイールと中国研削砥石（www.fashanrailway.com）は、国内の研削技術の重要な構成要素として浮上しています。近年、「中国製造2025」戦略計画の公布と実施に伴い、レール研削設備技術が活況を呈しており、自主的な知的財産権を持つ能動研削車、高速研削車、フライス研削車などの設備が次々とラインオフしています。しかし、研削車を支える砥石の主要技術は依然として外国メーカーによって管理されているため、国内の砥石技術はレール研削設備技術の発展に大きく遅れをとっており、中国のレール研削技術の発展プロセスを深刻に制約しています。そのため、基本的な国情に基づき、レール研削業務の特徴と相まって、自主的な知的財産権を持つ高性能砥石の研究開発が迫っています。高性能砥石分野における外国メーカーの独占を打破し、中国の自主的なレール研削技術と競争力を全面的に高めるために、今後の研究は以下の側面から検討することができます。
（１）高性能砥石原料調製技術及び設備
樹脂、研磨剤、充填剤などの重要原材料は、砥石の総合性能を決定する上で重要な影響を及ぼします。しかし、現在、高性能砥石の重要原材料（ジルコニウムコランダム、フェノール樹脂など）は輸入に大きく依存しており、将来的には砥石の国産化と大規模な市場化に潜在的な脅威と制約があります。そのため、高性能原材料調製技術と設備などの重要課題の突破、高強度/靭性と耐熱性フェノール樹脂、高強度/靭性と高い自生性能を持つジルコニウムコランダム研磨剤などの開発は、すべて自主的な知的財産権を持つ砥石の開発にとって大きな戦略的意義を持っています。
（２）複数の要因の結合による砥石の性能制御のメカニズム
砥石の総合性能は、成形プロセスと方法（原材料、プロセス、構造）、摩耗挙動、材料除去メカニズムなど、多くの要因の影響を受けますが、複数の要因間の相互影響挙動とメカニズムはまだ明らかではありません。今後、より詳細な研究を実施して、樹脂/研磨材の異質界面結合メカニズム、マイクロナノフィラー粒子の制御メカニズム、成形プロセスの影響メカニズムなど、さまざまな要因が総合性能に与える影響の法則とメカニズムを明らかにし、多因子相互関係の役割ネットワークを構築し、国産砥石の性能制御と製造を導きます。
（３）環境に優しく経済的な石臼製造技術とその応用
現在、砥石の研究では、一般的には評価用のフルサイズの砥石を準備しており、工業用グレードの小ロットの砥石を準備することは、大量の資源の浪費につながり、サイクルが長く非効率的です。そのため、将来的には、同様の「スケール砥石-フルサイズの砥石ベンチ研削-現場操作検証」の多次元評価技術ルートを参考にして、寸法砥石の性能評価指標の科学的、定量的評価を通じて、砥石の配合、プロセスの迅速、効率的、精緻、クローズドループ選択、研究開発サイクルの短縮、実験コストの節約、エネルギー損失の削減を実現し、砥石の研究開発をグリーン、グリーン、グリーン、グリーン、グリーンに向け、砥石の研究開発をグリーン、グリーン、グリーン、グリーンに向けます。砥石の研究開発は、グリーンで経済的な方向に発展します。同時に、関連する共通科学的方法と技術を先進的な製造、重研削（グラインディング）などの分野に応用し、推進します。
（４）砥石基礎データシステム
砥石の性能は、多くの要因（成分、プロセス、構造など）の影響を受け、各要因は相互に作用し、相乗的に調整されます。そのため、将来的には、さまざまな要因が砥石の性能に与える影響の挙動に関する実験プログラムを科学的に策定し、実験データの保存、分析、人工知能、ビッグデータなどの新興科学技術の方法と組み合わせて、砥石の性能を調整する数学モデルを確立し、トレーニングを継続的に最適化することで、砥石の制御メカニズム-機械的特性-研削性能-破損メカニズム-レール表面品質の基本データシステムを構築し、正確で方向性のあるマルチカテゴリの砥石の開発を導きます。
（５）砥石の完全な評価システム（砥石の構造設計 - 法山テクノロジー）
砥石の研究開発は複数の分野が交差しており、調製と評価のプロセスは複雑です。現在、各組織の砥石の調製処方、プロセス、評価方法は多様であり、砥石の性能は不均一です。そのため、砥石性能評価システムの科学的構築、業界標準、国家標準、国際標準などの文書の形成、砥石性能判断指標のパラメータ化と定量化は、砥石の設計と製造の標準化にとって重要な指導的意義となります。