Polymeric materials selection for railway industry applications

The purpose of this thesis is to select polymeric materials to be used for railway industry applications. The thesis was developed at Saronno’s SPII S.p.A. company. In the first place a database was created with all the polymeric materials used by the company. The attention then has been focused on a material not-compliant to the norm EN 45545-2 for fire testing of materials and components for trains and hence it was not usable anymore. This material, DELRIN500 (polyoxymethylene), has been used for various applications, especially for handles and cams. Utilizing CES Edupack software provided by Politecnico di Milano and the suppliers’ knowledge, four possible substitutes have been selected: TECAPEEK natural (polyetheretherketone), TECASON P MT black (polyphenylsulfone), Omniatec PSU (polysulfone) and PPS (polyphenylsulfide). The materials were flame retardant or self-extinguishing but they still had to be certified according to norm EN 45545-2. It was not possible to get specimens of any of these materials since their price was over our budget. At the same time the company requested us to concentrate a part of the work on the research of a polymeric material which could substitute Aluminium that was used as a support plate on manoeuvre desks. The material had to keep the low cost of Aluminium but it had to lighten the structure. Also for the research of these substitute materials we kept into account the norm EN 45545-2. The research has been made utilizing again CES Edupack software. Only one substitute has been found in this case, Bayblend, a mixture of polycarbonate and acrylonitrile butadiene styrene. Being it a special material, the supplier requested a minimum order of 3000 kg. We had to perform tests on some specimens first to assess that the material could be actually used as a support plate, so it was not feasible to order that quantity of material.

Questa tesi ha lo scopo di selezionare dei materiali polimerici da utilizzare in applicazioni del settore ferroviario. La tesi è stata svolta presso l’azienda SPII S.p.A. di Saronno. In primo luogo è stato creato un database con i materiali polimerici utilizzati dall’azienda. L’attenzione poi è stata posta su un materiale non conforme alla norma EN 45545-2 per il comportamento al fuoco dei materiali e i componenti nei treni e quindi non più utilizzabile. Questo materiale, DELRIN500 (poliossimetilene), è stato usato per varie applicazioni, specialmente per impugnature e camme. Utilizzando il software CES Edupack fornito dal Politecnico di Milano e le conoscenze dei fornitori sono stati selezionati quattro possibili sostituti: TECAPEEK natural (polietereterchetone), TECASON P MT black (polifenilsulfone), Omniatec PSU (polisulfone) e PPS (polifenilensulfide). I materiali risultavano ritardanti di fiamma o autoestinguenti ma dovevano comunque essere certificati secondo la norma EN 45545-2. Non è stato poi possibile reperire dei provini di nessuno di questi materiali in quanto il loro prezzo era fuori budget. Contemporaneamente l’azienda ha richiesto di concentrare parte del lavoro sulla ricerca di un materiale polimerico che potesse sostituire l’Alluminio usato come lastra di supporto nei banchi di manovra. Il materiale doveva mantenere il basso costo dell’Alluminio ma alleggerire la struttura. Anche per la ricerca di questi materiali sostitutivi si è tenuto conto della norma EN 45545-2. La ricerca è stata effettuata utilizzando ancora il software CES Edupack. Un unico sostituto è stato trovato in questo caso, il Bayblend, una miscela di policarbonato e acrilonitrile butadiene stirene. In quanto materiale speciale, il fornitore ha richiesto un ordine minimo di 3000 kg. Dovendo prima effettuare dei test su dei provini per accertare che il materiale potesse effettivamente essere utilizzato come lastra di supporto, non era fattibile ordinare quel quantitativo di materiale.