制动之王Brembo的3D打印刹车盘!刹车粉尘减排90%
本文是分享关于制动件知名品牌Brembo的3D打印环保刹车盘解决方案。
原本红色主色调的Brembo品牌竟然为了强调环保起了个绿色相关的产品品牌名称(Greentell)以及设计了绿色外观。

这就有点像看惯了AM易道的红色图片的读者:

突然看8月26日开展的Formnext的绿色图片一样醒目:
AM易道诚挚邀请您8月26日在Formnext Asia Shenzhen现场探讨本文内容。
回到主题:
提到Brembo,玩车的朋友都知道这个红色卡钳的威名。

这家成立于1961年的意大利制动系统巨头,从F1赛场到超跑街道,几乎垄断了高性能制动系统市场。

法拉利、兰博基尼、保时捷......
这些超跑品牌的制动系统基本都被Brembo承包了。

作为全球最大的制动零部件制造商,Brembo不仅在赛道上称霸,在技术创新上也有3D打印的案例。
说起刹车粉尘,大家想到的可能是轮毂变灰的烦恼,但这些微小颗粒最终会进入我们的肺部,成为不容忽视的环境威胁。

面对即将生效的Euro 7法规限制(欧盟最新汽车排放标准,首次将刹车粉尘纳入管控范围),Brembo拿出对应的解决方案—用激光金属能量沉积DED3D打印。
激光金属沉积的工业化突破
这个创新刹车盘采用了激光金属沉积(LMD),其中粉末金属被激光加热并喷涂在金属表面上。
LMD属于定向能量沉积(DED)工艺范畴,出来时间已久,通过围绕激光束的锥形环喷嘴将金属粉末同步送入激光熔池,十年前的演示视频如下:
该技术的创新在于应用双层无镍涂层:通过激光金属沉积技术在机加工过程后、最终精加工前涂覆专有合金。
这个合金是什么Brembo并没有公开,不含镍,AM易道猜测应该是某种耐磨金属合金材料。
从刹车盘的工作环境考虑,高温、高压、频繁摩擦、需要稳定的摩擦系数,我们倾向于猜测Brembo可能采用了钴基合金或铁基合金的改良版本。
AM易道认为,LMD技术在航空航天领域已经相当成熟,但把它用在汽车制动盘的表面处理上,这确实是一个巧妙的跨界应用。
从我们3D打印从业者的角度看,这种技术集成思路对于希望在现有生产线上导入增材制造的制造商具有很强参考价值。
Fraunhofer的类似技术
无独有偶,德国Fraunhofer研究院也在同步推进激光熔覆技术在制动盘减排方面的研究。

他们的方案同样能实现高达90%的刹车粉尘减排,技术路径与Brembo不谋而合。
Fraunhofer的激光熔覆解决方案采用金属基复合材料配硬质碳化物(MMC),通过定向能量沉积技术在制动盘表面形成大面积耐磨防腐涂层。

这种材料选择很有意思—金属基体保证韧性和导热性,硬质碳化物颗粒提供耐磨性,正好解决了制动盘需要在高温摩擦环境下长期工作的技术难题。
从工艺角度看,Fraunhofer强调了几个关键技术特点:
涂层通过熔融冶金方式结合,确保长期耐久性;
激光束与盘片相互作用时间短,热输入低,最大程度减少热影响区;
涂层形貌均匀致密,通过施加微米级薄层来控制总体涂层厚度。

AM易道认为,这种技术路径的成熟度很高。
相比于Brembo的秘密合金配方,Fraunhofer的MMC材料体系更加透明,为行业提供了另一种(或者同一种)技术参考。

这也说明,激光金属沉积在制动系统减排应用上确实找到了合适的技术窗口。
90%减排数据背后的技术逻辑
在全球统一轻型车辆测试程序(WLTP)制动测试中,公开信息表述其可减少90%的颗粒排放,LMD涂层与未涂层的铸铁盘相比可减少约80%的盘表面磨损。

但有个有趣的细节:因为新盘实际上比传统铸铁单元更薄,所以盘寿命增加约20到30%。
这种设计思路很巧妙,通过减少磨损来延长使用寿命,同时通过减薄来控制成本和重量。
这种涂层可以应用到不同类型的盘,包括整体式、双铸造、轻量化和浮动式,技术通用性对规模化应用至关重要。
系统解决方案的思考
值得关注的是材料匹配问题。
新的盘涂层要求开发新的刹车片材料,因为盘片之间的耦合与标准铸铁材料完全不同。
这个问题比较常见,增材制造技术的应用往往需要系统性解决方案,不是单纯的材料替换。
另一个有意思的设计是磨损指示器。
由于表面磨损相对较少,Brembo创建了新的盘寿命指示标记,蚀刻在表面的标志。
当可见标志消失时,就该更换盘片了。
法规驱动的市场机会
从商业角度看,这是典型的法规驱动型创新。
欧盟准备从2026年开始实施更严格的Euro 7刹车颗粒排放法规(限制7mg/km,2035年降至3mg/km),所以对于卡钳这个领域来说,需要找到一个可以用于大批量而不是每年只有几千件的技术解决方案。
类似的法规驱动型需求在全球范围内正在增加,从碳排放到材料回收,从能效标准到安全法规。
每一个新的约束条件,都可能催生对增材制造解决方案的需求。
Brembo采用3D打印技术精准嵌入到现有制造流程中并没有完全革新整个供应链。
此案例在汽车3D打印应用中颇具特色。
与常见复杂结构件打印不同,这里是用增材制造解决材料表面性能问题。
刹车盘的工况极其苛刻—高温、高压、频繁摩擦,对材料的耐磨性和热稳定性要求极高。
能在这种环境下应用LMD技术,技术难度不小。
更关键的是,这是Brembo这样的顶级制动系统供应商在做,不是小公司的概念验证。
当卡钳之王都开始认真对待3D打印在核心产品上的应用时,说明增材制造真的到了可以解决传统工艺痛点的成熟度。
AM易道将持续关注。
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