交通產生的微粒排(pai)(pai)放(fang)量(liang)很高(gao)，尤其是(shi)(shi)在城(cheng)市。歐盟委員會認為，這(zhe)種(zhong)排(pai)(pai)放(fang)水平(ping)過(guo)高(gao)，因此要求通過(guo)引(yin)入歐7標準(zhun)來(lai)大幅降低排(pai)(pai)放(fang)水平(ping)。微粒排(pai)(pai)放(fang)主要是(shi)(shi)由輪胎和剎車磨(mo)(mo)損造(zao)成的。因此，解決排(pai)(pai)放(fang)問(wen)題的有效方(fang)法是(shi)(shi)使用硬涂層剎車盤，這(zhe)種(zhong)剎車盤可減(jian)少高(gao)達90%的磨(mo)(mo)損。

       9月18日，在(zai)意大利都靈舉行的(de)(de)(de)Stellantis工廠(chang)助推日上，柯馬與Prima Additive展示了一(yi)(yi)系列機(ji)器人(ren)驅動快速涂(tu)層(ceng)工藝單元(yuan)中的(de)(de)(de)第一(yi)(yi)個單元(yuan)。通(tong)過在(zai)未加(jia)工的(de)(de)(de)剎(cha)車(che)(che)盤上使(shi)用彈性鋼(gang)和復(fu)合材料(liao)進行硬(ying)涂(tu)層(ceng)，該解決方案將(jiang)使(shi)Stellantis能夠顯著提(ti)高(gao)剎(cha)車(che)(che)盤的(de)(de)(de)耐用性，減少高(gao)達(da)80%的(de)(de)(de)排放污染，同時(shi)將(jiang)周(zhou)期時(shi)間(jian)保持在(zai)最低水平。這反過來又將(jiang)使(shi)汽車(che)(che)制造商完全符合歐7標準的(de)(de)(de)要求，即到2026年底(di)，將(jiang)剎(cha)車(che)(che)盤的(de)(de)(de)顆粒排放減少27%。

Jannik R?ttger 最近從亞琛工業大學轉到埃馬克公司，擔任磨削技術負責(ze)人(ren)，這位磨(mo)削專家同時也是(shi)斯圖加特 - 費爾巴(ba)赫磨(mo)削會議的負責(ze)人(ren)

       Prima Additive首席執行官(guan)Paolo Calefati解釋說：“在Prima Additive，我(wo)們相信(xin)合作與(yu)創新是(shi)塑造(zao)未來(lai)制(zhi)造(zao)業的(de)(de)驅動力。我(wo)們與(yu)柯馬的(de)(de)合作將(jiang)兩家(jia)在各自領域擁有深厚(hou)專(zhuan)業知(zhi)識(shi)的(de)(de)公司聯合在一(yi)起，共同開發(fa)用(yong)于(yu)材料加(jia)工(gong)的(de)(de)自動化(hua)和(he)先進激光(guang)系統(tong)方(fang)面真正尖端的(de)(de)工(gong)業解決方(fang)案。更重要的(de)(de)是(shi)，為剎車(che)盤涂層應用(yong)開發(fa)的(de)(de)激光(guang)系統(tong)是(shi)將(jiang)激光(guang)增(zeng)材制(zhi)造(zao)/激光(guang)熔覆技術應用(yong)于(yu)汽(qi)車(che)大規(gui)模生(sheng)產(chan)的(de)(de)案例之一(yi)。該解決方(fang)案不僅有助于(yu)提高(gao)汽(qi)車(che)剎車(che)盤的(de)(de)性(xing)能和(he)耐用(yong)性(xing)，而且還通過減(jian)少機動車(che)對環(huan)境的(de)(de)總體影響，在促進可(ke)持續發(fa)展(zhan)方(fang)面發(fa)揮了(le)至關重要的(de)(de)作用(yong)。”

       柯(ke)馬首席執行官(guan)Pietro Gorlier補充說(shuo)：“這一機器(qi)人解(jie)決方(fang)案是(shi)由兩家意大(da)利公(gong)司主導的(de)(de)(de)(de)創新典范，它們開發了先進技術，以實現重要(yao)的(de)(de)(de)(de)可持(chi)續(xu)發展(zhan)目(mu)標。柯(ke)馬和Prima Additive攜(xie)手合作，實現了高速激光(guang)熔覆的(de)(de)(de)(de)安全自動化(hua)，有(you)助于滿足歐洲及其(qi)他地區日益增長的(de)(de)(de)(de)對靈活(huo)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)鑰匙(chi)解(jie)決方(fang)案的(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)，這將有(you)助于減少顆粒排放污染，以響應(ying)最(zui)新法規的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)。我們相信(xin)這種解(jie)決方(fang)案具有(you)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)市場(chang)潛力。”

       聯(lian)合開發的快速噴涂系統計(ji)劃于2024年(nian)底在法國的塞豐(feng)工(gong)廠部署，這將使(shi)Stellantis成為首批推(tui)出符合歐7政策(ce)標準的剎車(che)盤盤硬噴涂全自動生(sheng)產線(xian)的汽車(che)制造(zao)商之(zhi)一(yi)。

       增加了磨削工藝的復雜性

       作(zuo)為噴(pen)涂(tu)(tu)的(de)后環節，磨削面臨著特(te)殊(shu)挑戰。2023年(nian)9月，Jannik R?ttger從亞琛工業大學（RWTH Aachen University）的(de)研究崗位調到德國西南部(bu)(bu)的(de)薩拉(la)赫(he)，擔(dan)任埃馬克(ke)磨削技(ji)術(shu)部(bu)(bu)的(de)新主管：“簡單地說，硬涂(tu)(tu)層剎車盤(pan)在(zai)(zai)(zai)磨床中的(de)作(zuo)用(yong)與在(zai)(zai)(zai)低(di)排放汽(qi)車中的(de)作(zuo)用(yong)完全相(xiang)同——在(zai)(zai)(zai)不損失材料的(de)情況下(xia)產生(sheng)強大的(de)制動效果，”R?ttger說，“然而，我(wo)們需要在(zai)(zai)(zai)磨削過(guo)程中實現完全相(xiang)反的(de)效果。我(wo)們的(de)目(mu)標是(shi)在(zai)(zai)(zai)盡可能短的(de)時間(jian)內去除材料，以獲得所需的(de)幾何形狀和(he)表面特(te)性。”

       正如這位磨削專家所解釋的那樣，硬質涂層由相對較軟的基體和作為硬質材料的碳化物組成。這兩種材料具有根本不同的加工特性。通常情況下，磨削工具是針對其中一種或另一種材料的特性進行優化的。新材料使得開發合適的砂輪盤成為(wei)一大(da)挑戰(zhan)。由于涉及(ji)到(dao)加工力，設(she)計機床的靜態(tai)和動態(tai)特(te)性以及(ji)主軸驅動變得(de)非常復雜。

       此外，影(ying)響硬質材料層加工性能的不僅是硬質材料和基體的體積成分，還(huan)有(you)涂層工藝(yi)。

       以(yi)激光沉積焊接為(wei)例，R?ttger列舉了激光功率和相對速(su)度等(deng)工藝參數(shu)。激光的熱能可能導致剎車盤(pan)變(bian)形。在(zai)隨后(hou)的打(da)磨過程中必須考慮(lv)到這一點。因此，必須將未(wei)加(jia)(jia)工部件鑄造(zao)后(hou)的整個工藝鏈，即車削、激光涂(tu)層和打(da)磨以(yi)及由此造(zao)成(cheng)的車輛功能特性，作(zuo)為(wei)一個整體系統加(jia)(jia)以(yi)考慮(lv)和優化。

       整個加工鏈的制造解決方案

       埃馬(ma)克(ke)表示，它可為鑄造(zao)工(gong)藝(yi)后加工(gong)鏈(lian)中的(de)(de)每個環節(jie)提供制造(zao)解(jie)決方案(an)。這使其能夠在自己的(de)(de)車床、激光機和(he)磨床上評(ping)估不(bu)同(tong)(tong)制造(zao)工(gong)藝(yi)之間(jian)的(de)(de)具體(ti)相互作用。據R?ttger介紹(shao)，設計師(shi)、生產工(gong)程(cheng)師(shi)和(he)材料科(ke)(ke)學(xue)家(jia)(jia)組成跨學(xue)科(ke)(ke)團隊，共同(tong)(tong)開展研發(fa)工(gong)作，以(yi)了解(jie)設定參(can)數(shu)和(he)結(jie)果參(can)數(shu)之間(jian)的(de)(de)因(yin)果關系(xi)。亞琛工(gong)業大(da)學(xue)的(de)(de)科(ke)(ke)學(xue)家(jia)(jia)和(he)新成立的(de)(de)HPL技術公司(si)的(de)(de)涂層(ceng)系(xi)統(tong)開發(fa)人員等外部專家(jia)(jia)也參(can)與其中。

       Supfina Grieshaber公司(si)研發(fa)(fa)主管Michael W?hrle也深信跨學科(ke)和跨公司(si)合(he)作(zuo)的(de)(de)好(hao)處。該(gai)公司(si)早在2019年就開始開發(fa)(fa)磨削硬涂層剎車(che)盤的(de)(de)工(gong)藝。W?hrle 說(shuo)：“從一(yi)開始，我(wo)們(men)就認(ren)為(wei)與開發(fa)(fa)伙伴密切合(he)作(zuo)是(shi)在規定時(shi)間內滿足歐7標準的(de)(de)唯一(yi)途徑。我(wo)們(men)必須摸著石頭過河，例如，看看粉末制造商能帶來什么，考慮不(bu)同的(de)(de)噴涂工(gong)藝，最終決定哪些是(shi)現實的(de)(de)，哪些是(shi)可以排除(chu)的(de)(de)，因為(wei)對于大眾市場來說(shuo)，成本太高了。”

       Supfina沒有排(pai)除任何技術，但主要關注激光沉(chen)積焊接和冷噴涂工藝。起初(chu)，他們(men)幾乎每周都要與涂層專家會(hui)(hui)面(mian)。W?hrle說(shuo)：“我們(men)看(kan)到了前所未有的(de)創新速(su)度(du)。然(ran)而(er)，政府(fu)是(shi)否(fou)會(hui)(hui)做出(chu)改變以(yi)及改變的(de)內容是(shi)什么(me)(me)，這些(xie)始終存在的(de)不(bu)(bu)確定性被(bei)認為是(shi)一種負擔(dan)。”不(bu)(bu)過，W?hrle認為，無論是(shi)對(dui)人類健康還(huan)是(shi)對(dui)環境而(er)言，減少顆(ke)粒物污染(ran)都是(shi)絕對(dui)必要的(de)。他也承認“如果沒有新的(de)法規，我們(men)不(bu)(bu)會(hui)(hui)像現在這樣走得這么(me)(me)遠”。

       經濟型加工的雙面磨削

       歐洲(zhou)每年(nian)生產(chan)近(jin)1億(yi)個剎(cha)(cha)車(che)(che)盤(pan)，其(qi)中(zhong)約(yue)一(yi)(yi)半銷售(shou)給汽(qi)車(che)(che)制(zhi)造商，另一(yi)(yi)半則銷往零配件(jian)市場(chang)。專家(jia)認為，汽(qi)車(che)(che)行業將需要投(tou)資數十億(yi)美(mei)元來(lai)生產(chan)可(ke)減(jian)少微塵含量且(qie)環保的剎(cha)(cha)車(che)(che)盤(pan)。W?hrle說：“直(zhi)到(dao)最(zui)近(jin)，一(yi)(yi)些(xie)剎(cha)(cha)車(che)(che)盤(pan)還非常便宜，甚至可(ke)以(yi)按噸出售(shou)。現在，昂貴的原材料(liao)和工(gong)(gong)藝已(yi)經加入其(qi)中(zhong)，同(tong)時(shi)也帶來(lai)了(le)開(kai)發(fa)適合(he)大眾市場(chang)的產(chan)品(pin)的挑戰。”據W?hrle稱，雙(shuang)面磨削之所以(yi)受到(dao)機(ji)床(chuang)制(zhi)造商的青(qing)睞，是因為它(ta)能保證同(tong)時(shi)加工(gong)(gong)兩個摩擦環表面、高產(chan)能和短周期。Supfina最(zui)近(jin)推出了(le)新型機(ji)床(chuang)Planet BD，目前(qian)已(yi)有許多知名(ming)客戶(hu)在使用。W?hrle指出，這是一(yi)(yi)款針對(dui)單一(yi)(yi)產(chan)品(pin)（即未來(lai)的剎(cha)(cha)車(che)(che)盤(pan)）開(kai)發(fa)的磨床(chuang)。

       這(zhe)(zhe)種機床還將用于加工(gong)電動(dong)(dong)汽車的剎車盤。純電動(dong)(dong)汽車的制(zhi)動(dong)(dong)頻率要(yao)低(di)得(de)多，力度也要(yao)小得(de)多，因為電動(dong)(dong)機的恢復通常可(ke)以提供足(zu)夠的制(zhi)動(dong)(dong)力。不過(guo)，這(zhe)(zhe)也帶來(lai)了“使用不足(zu)”的制(zhi)動(dong)(dong)系統開始生銹的風險，尤(you)其是在潮濕的天(tian)氣(qi)條件(jian)下。涂層(ceng)剎車盤也能幫助解決這(zhe)(zhe)一(yi)問(wen)題。W?hrle確(que)信(xin)，涂層(ceng)可(ke)以適應制(zhi)動(dong)(dong)性(xing)能和(he)制(zhi)動(dong)(dong)循環次數方(fang)面(mian)略(lve)低(di)的要(yao)求。涂層(ceng)中昂貴成分的數量可(ke)以減少(shao)或替換，從而(er)使系統的成本效益(yi)更高(gao)，盡管性(xing)能略(lve)有(you)降低(di)。通過(guo)歐7壓力測試(shi)所獲得(de)的經驗將確(que)保(bao)磨削專家(jia)為實現這(zhe)(zhe)一(yi)目標做好充分準備。