導語

本文是分享關(guān)于制動件知名品牌Brembo的3D打印環(huán)保剎車盤解決方案。

原本紅色主色調(diào)的Brembo品牌竟然為了強調(diào)環(huán)保起了個綠色相關(guān)的產(chǎn)品品牌名稱（Greentell）以及設(shè)計了綠色外觀。

這就有點像看慣了AM易道的紅色圖片的讀者：

突然看8月26日開展的Formnext的綠色圖片一樣醒目：

AM易道誠摯邀請您8月26日在Formnext Asia Shenzhen現(xiàn)場探討本文內(nèi)容。

回到主題：

提到Brembo，玩車的朋友都知道這個紅色卡鉗的威名。

這家成立于1961年的意大利制動系統(tǒng)巨頭，從F1賽場到超跑街道，幾乎壟斷了高性能制動系統(tǒng)市場。

法拉利、蘭博基尼、保時捷......

這些超跑品牌的制動系統(tǒng)基本都被Brembo承包了。

作為全球最大的制動零部件制造商，Brembo不僅在賽道上稱霸，在技術(shù)創(chuàng)新上也有3D打印的案例。

說起剎車粉塵，大家想到的可能是輪轂變灰的煩惱，但這些微小顆粒最終會進入我們的肺部，成為不容忽視的環(huán)境威脅。

面對即將生效的Euro 7法規(guī)限制(歐盟最新汽車排放標準，首次將剎車粉塵納入管控范圍)，Brembo拿出對應(yīng)的解決方案—用激光金屬能量沉積DED3D打印。

激光金屬沉積的工業(yè)化突破

這個創(chuàng)新剎車盤采用了激光金屬沉積（LMD），其中粉末金屬被激光加熱并噴涂在金屬表面上。

LMD屬于定向能量沉積（DED）工藝范疇，出來時間已久，通過圍繞激光束的錐形環(huán)噴嘴將金屬粉末同步送入激光熔池，十年前的演示視頻如下：

該技術(shù)的創(chuàng)新在于應(yīng)用雙層無鎳涂層：通過激光金屬沉積技術(shù)在機加工過程后、最終精加工前涂覆專有合金。

這個合金是什么Brembo并沒有公開，不含鎳，AM易道猜測應(yīng)該是某種耐磨金屬合金材料。

從剎車盤的工作環(huán)境考慮，高溫、高壓、頻繁摩擦、需要穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，我們傾向于猜測Brembo可能采用了鈷基合金或鐵基合金的改良版本。

AM易道認為，LMD技術(shù)在航空航天領(lǐng)域已經(jīng)相當成熟，但把它用在汽車制動盤的表面處理上，這確實是一個巧妙的跨界應(yīng)用。

從我們3D打印從業(yè)者的角度看，這種技術(shù)集成思路對于希望在現(xiàn)有生產(chǎn)線上導入增材制造的制造商具有很強參考價值。

Fraunhofer的類似技術(shù)

無獨有偶，德國Fraunhofer研究院也在同步推進激光熔覆技術(shù)在制動盤減排方面的研究。

他們的方案同樣能實現(xiàn)高達90%的剎車粉塵減排，技術(shù)路徑與Brembo不謀而合。

Fraunhofer的激光熔覆解決方案采用金屬基復合材料配硬質(zhì)碳化物（MMC），通過定向能量沉積技術(shù)在制動盤表面形成大面積耐磨防腐涂層。

這種材料選擇很有意思—金屬基體保證韌性和導熱性，硬質(zhì)碳化物顆粒提供耐磨性，正好解決了制動盤需要在高溫摩擦環(huán)境下長期工作的技術(shù)難題。

從工藝角度看，F(xiàn)raunhofer強調(diào)了幾個關(guān)鍵技術(shù)特點：

涂層通過熔融冶金方式結(jié)合，確保長期耐久性；

激光束與盤片相互作用時間短，熱輸入低，最大程度減少熱影響區(qū)；

涂層形貌均勻致密，通過施加微米級薄層來控制總體涂層厚度。

AM易道認為，這種技術(shù)路徑的成熟度很高。

相比于Brembo的秘密合金配方，F(xiàn)raunhofer的MMC材料體系更加透明，為行業(yè)提供了另一種（或者同一種）技術(shù)參考。

這也說明，激光金屬沉積在制動系統(tǒng)減排應(yīng)用上確實找到了合適的技術(shù)窗口。

90%減排數(shù)據(jù)背后的技術(shù)邏輯

在全球統(tǒng)一輕型車輛測試程序（WLTP）制動測試中，公開信息表述其可減少90%的顆粒排放，LMD涂層與未涂層的鑄鐵盤相比可減少約80%的盤表面磨損。

但有個有趣的細節(jié)：因為新盤實際上比傳統(tǒng)鑄鐵單元更薄，所以盤壽命增加約20到30%。

這種設(shè)計思路很巧妙，通過減少磨損來延長使用壽命，同時通過減薄來控制成本和重量。

這種涂層可以應(yīng)用到不同類型的盤，包括整體式、雙鑄造、輕量化和浮動式，技術(shù)通用性對規(guī)模化應(yīng)用至關(guān)重要。

系統(tǒng)解決方案的思考

值得關(guān)注的是材料匹配問題。

新的盤涂層要求開發(fā)新的剎車片材料，因為盤片之間的耦合與標準鑄鐵材料完全不同。

這個問題比較常見，增材制造技術(shù)的應(yīng)用往往需要系統(tǒng)性解決方案，不是單純的材料替換。

另一個有意思的設(shè)計是磨損指示器。

由于表面磨損相對較少，Brembo創(chuàng)建了新的盤壽命指示標記，蝕刻在表面的標志。

當可見標志消失時，就該更換盤片了。

法規(guī)驅(qū)動的市場機會

從商業(yè)角度看，這是典型的法規(guī)驅(qū)動型創(chuàng)新。

歐盟準備從2026年開始實施更嚴格的Euro 7剎車顆粒排放法規(guī)（限制7mg/km，2035年降至3mg/km），所以對于卡鉗這個領(lǐng)域來說，需要找到一個可以用于大批量而不是每年只有幾千件的技術(shù)解決方案。

類似的法規(guī)驅(qū)動型需求在全球范圍內(nèi)正在增加，從碳排放到材料回收，從能效標準到安全法規(guī)。

每一個新的約束條件，都可能催生對增材制造解決方案的需求。

Brembo采用3D打印技術(shù)精準嵌入到現(xiàn)有制造流程中并沒有完全革新整個供應(yīng)鏈。

此案例在汽車3D打印應(yīng)用中頗具特色。

與常見復雜結(jié)構(gòu)件打印不同，這里是用增材制造解決材料表面性能問題。

剎車盤的工況極其苛刻—高溫、高壓、頻繁摩擦，對材料的耐磨性和熱穩(wěn)定性要求極高。

能在這種環(huán)境下應(yīng)用LMD技術(shù)，技術(shù)難度不小。

更關(guān)鍵的是，這是Brembo這樣的頂級制動系統(tǒng)供應(yīng)商在做，不是小公司的概念驗證。

當卡鉗之王都開始認真對待3D打印在核心產(chǎn)品上的應(yīng)用時，說明增材制造真的到了可以解決傳統(tǒng)工藝痛點的成熟度。

AM易道將持續(xù)關(guān)注。

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