涂附磨具网

交通产生的微粒排放量很高，尤其是在城市。欧盟委员会认为，这种排放水平过高，因此要求通过引入欧7标准来大幅降低排放水平。微粒排放主要是由轮胎和刹车磨损造成的。因此，解决排放问题的有效方法是使用硬涂层刹车盘，这种刹车盘可减少高达90%的磨损。

       9月18日，在意大利都灵举行的Stellantis工厂助推日上，柯马与Prima Additive展示了一系列机器人驱动快速涂层工艺单元中的第一个单元。通过在未加工的刹车盘上使用弹性钢和复合材料进行硬涂层，该解决方案将使Stellantis能够显著提高刹车盘的耐用性，减少高达80%的排放污染，同时将周期时间保持在最低水平。这反过来又将使汽车制造商完全符合欧7标准的要求，即到2026年底，将刹车盘的颗粒排放减少27%。

Jannik Röttger 最近从亚琛工业大学转到埃马克公司，担任磨削技术负责人，这位磨削专家同时也是斯图加特 - 费尔巴赫磨削会议的负责人

       Prima Additive首席执行官Paolo Calefati解释说：“在Prima Additive，我们相信合作与创新是塑造未来制造业的驱动力。我们与柯马的合作将两家在各自领域拥有深厚专业知识的公司联合在一起，共同开发用于材料加工的自动化和先进激光系统方面真正尖端的工业解决方案。更重要的是，为刹车盘涂层应用开发的激光系统是将激光增材制造/激光熔覆技术应用于汽车大规模生产的案例之一。该解决方案不仅有助于提高汽车刹车盘的性能和耐用性，而且还通过减少机动车对环境的总体影响，在促进可持续发展方面发挥了至关重要的作用。”

       柯马首席执行官Pietro Gorlier补充说：“这一机器人解决方案是由两家意大利公司主导的创新典范，它们开发了先进技术，以实现重要的可持续发展目标。柯马和Prima Additive携手合作，实现了高速激光熔覆的安全自动化，有助于满足欧洲及其他地区日益增长的对灵活的交钥匙解决方案的需求，这将有助于减少颗粒排放污染，以响应最新法规的要求。我们相信这种解决方案具有巨大的市场潜力。”

       联合开发的快速喷涂系统计划于2024年底在法国的塞丰工厂部署，这将使Stellantis成为首批推出符合欧7政策标准的刹车盘盘硬喷涂全自动生产线的汽车制造商之一。

       增加了磨削工艺的复杂性

       作为喷涂的后环节，磨削面临着特殊挑战。2023年9月，Jannik Röttger从亚琛工业大学（RWTH Aachen University）的研究岗位调到德国西南部的萨拉赫，担任埃马克磨削技术部的新主管：“简单地说，硬涂层刹车盘在磨床中的作用与在低排放汽车中的作用完全相同——在不损失材料的情况下产生强大的制动效果，”Röttger说，“然而，我们需要在磨削过程中实现完全相反的效果。我们的目标是在尽可能短的时间内去除材料，以获得所需的几何形状和表面特性。”

       正如这位磨削专家所解释的那样，硬质涂层由相对较软的基体和作为硬质材料的碳化物组成。这两种材料具有根本不同的加工特性。通常情况下，磨削工具是针对其中一种或另一种材料的特性进行优化的。新材料使得开发合适的砂轮盘成为一大挑战。由于涉及到加工力，设计机床的静态和动态特性以及主轴驱动变得非常复杂。

       此外，影响硬质材料层加工性能的不仅是硬质材料和基体的体积成分，还有涂层工艺。

       以激光沉积焊接为例，Röttger列举了激光功率和相对速度等工艺参数。激光的热能可能导致刹车盘变形。在随后的打磨过程中必须考虑到这一点。因此，必须将未加工部件铸造后的整个工艺链，即车削、激光涂层和打磨以及由此造成的车辆功能特性，作为一个整体系统加以考虑和优化。

       整个加工链的制造解决方案

       埃马克表示，它可为铸造工艺后加工链中的每个环节提供制造解决方案。这使其能够在自己的车床、激光机和磨床上评估不同制造工艺之间的具体相互作用。据Röttger介绍，设计师、生产工程师和材料科学家组成跨学科团队，共同开展研发工作，以了解设定参数和结果参数之间的因果关系。亚琛工业大学的科学家和新成立的HPL技术公司的涂层系统开发人员等外部专家也参与其中。

       Supfina Grieshaber公司研发主管Michael Wöhrle也深信跨学科和跨公司合作的好处。该公司早在2019年就开始开发磨削硬涂层刹车盘的工艺。Wöhrle 说：“从一开始，我们就认为与开发伙伴密切合作是在规定时间内满足欧7标准的唯一途径。我们必须摸着石头过河，例如，看看粉末制造商能带来什么，考虑不同的喷涂工艺，最终决定哪些是现实的，哪些是可以排除的，因为对于大众市场来说，成本太高了。”

       Supfina没有排除任何技术，但主要关注激光沉积焊接和冷喷涂工艺。起初，他们几乎每周都要与涂层专家会面。Wöhrle说：“我们看到了前所未有的创新速度。然而，政府是否会做出改变以及改变的内容是什么，这些始终存在的不确定性被认为是一种负担。”不过，Wöhrle认为，无论是对人类健康还是对环境而言，减少颗粒物污染都是绝对必要的。他也承认“如果没有新的法规，我们不会像现在这样走得这么远”。

       经济型加工的双面磨削

       欧洲每年生产近1亿个刹车盘，其中约一半销售给汽车制造商，另一半则销往零配件市场。专家认为，汽车行业将需要投资数十亿美元来生产可减少微尘含量且环保的刹车盘。Wöhrle说：“直到最近，一些刹车盘还非常便宜，甚至可以按吨出售。现在，昂贵的原材料和工艺已经加入其中，同时也带来了开发适合大众市场的产品的挑战。”据Wöhrle称，双面磨削之所以受到机床制造商的青睐，是因为它能保证同时加工两个摩擦环表面、高产能和短周期。Supfina最近推出了新型机床Planet BD，目前已有许多知名客户在使用。Wöhrle指出，这是一款针对单一产品（即未来的刹车盘）开发的磨床。

       这种机床还将用于加工电动汽车的刹车盘。纯电动汽车的制动频率要低得多，力度也要小得多，因为电动机的恢复通常可以提供足够的制动力。不过，这也带来了“使用不足”的制动系统开始生锈的风险，尤其是在潮湿的天气条件下。涂层刹车盘也能帮助解决这一问题。Wöhrle确信，涂层可以适应制动性能和制动循环次数方面略低的要求。涂层中昂贵成分的数量可以减少或替换，从而使系统的成本效益更高，尽管性能略有降低。通过欧7压力测试所获得的经验将确保磨削专家为实现这一目标做好充分准备。