近日，布加迪发布了其通过带有四激光器的选择性激光熔融3D打印技术所制造的世界首个3D打印的新型八活塞整体式制动钳。这个制动钳特点如下：
--新型八活塞整体式制动钳是世界上第一台由3D打印机生产的制动钳
--根据布加迪，也是整个汽车行业最大的3D打印制动钳
--布加迪将钛金属的3D打印应用到汽车核心零部件的制造商，这种钛材料要求非常复杂和具有加工挑战
--全球创新是布加迪发展部与汉堡LaserZentrumNord合作的成果
--这意味着法国超级跑车品牌达到3D打印发展的新里程碑
--布加迪今年将进行3D打印组件的批量试生产
--布加迪这一应用经验有可能推广到大众汽车集团其他应用领域
难加工的钛合金
3D打印来赋能
迄今为止用于汽车零部件增材制造生产的主要材料是铝，而布加迪新的制动钳由钛制成。布加迪是与德国汉堡的LaserZentrumNord合作实现的，LaserZentrumNord中心自年初以来成为粉末床激光熔融领域的专家Fraunhofer弗劳恩霍夫研究所的一部分。
值得一提的是，布加迪通过粉末床激光熔融3D打印技术来制造新型八活塞整体式制动钳并不是仅仅用于原型，布加迪强调了这一创新的示范性作用，以及作为国际汽车行业创新驱动力的作用。3D打印钛制动钳应用于批量生产的车辆试验将于年上半年启动。
全新的3D打印制动钳是为高档运动车布加迪凯龙（BugattiChiron）而生产的，每个前卡钳上有8个钛制活塞，每个后部装置上有6个钛活塞，制动钳的设计采用仿生力学原理，新的设计将重量优化到最小同时具备最大的刚度。
随着新开发的3D打印机钛制动钳，布加迪正在汽车领域向前迈进一步，开创新局面。之前Ti6AI4V这种特殊钛合金主要用于航空航天工业，例如用于高强度的起落架和机翼部件，或用于飞机和火箭发动机。该材料可以提供比铝更高的性能，3D打印的钛合金零部件，其拉伸强度可以达到N/mm2。这意味着约kg的力可以施加到1平方毫米的钛合金上，而不会使材料破裂。
新的钛制动钳，长41厘米，宽21厘米，高13.6厘米，重量只有2.9公斤。与目前使用的重量为4.9公斤的铝制部件相比，布加迪可以通过使用新的钛合金部件确保更高的强度，并且使制动卡钳的重量减轻约40％。
之前想采用钛合金材料来制造这样的制动钳难度是非常大的，由于钛材料的强度非常高，想像铸造或锻造铝的常规方法那样获得这样的零件技术难度很大。而3D打印打开了生产更加复杂的零件和难加工材料的可行性。
LaserZentrumNord董事总经理ClausEmmelmann博士自从今年年初LaserZentrumNord并入Fraunhofer研究机构之后，Emmelmann博士同时成为Fraunhofer增材制造生产技术研究所（FraunhoferIAPT）的负责人。他还是汉堡科技大学激光和系统技术研究所（iLAS）的负责人。Emmelmann博士对他的研究所和布加迪之间的合作感到自豪。他认为汽车制造商对其产品提出如此苛刻的要求推动了金属3D打印在汽车领域的直接应用。
虽然技术要求高，但是3D打印钛制卡钳的开发时间很快。从第一个想法到第一个3D打印组件，只花了大约三个月的时间。布加迪将其基本概念、强度和刚度模拟和计算以及设计图纸作为一个完整的数据包发送到LaserZentrumNord。LaserZentrumNord研究所进行了工艺模拟、支撑结构的设计、实际3D打印和零部件的后处理工作。
打印制动钳总共花费了45个小时，在此期间，钛粉逐层沉积。在每一层，四个激光器根据路径将钛粉熔化成制动钳的形状，材料层层冷却成型，总共的层数是2,层。在完成最后一层之后，剩余的未熔化的钛粉从腔室中被取出，循环并保存，以便在闭合回路中再次使用。
热处理是在加热炉中进行的，制动钳在工艺过程中暴露于初始温度℃，降至℃，以消除残余应力并确保尺寸稳定性。最后，支撑结构被移除并且组件与托盘分离。
表面处理是结合了机械、物理和化学过程，不仅大大地改善了其疲劳强度，还提高了车辆形式操作中零部件的长期耐久性。
最后，功能表面（如活塞接触表面或螺纹）的几何槽形是在五轴铣床中加工完成，而这又需要11个小时才能完成工作。
此外，3D打印钛制动钳只是布加迪目前研发工作的一个例子，布加迪还3D打印了一个63厘米长的轻质铝制挡风玻璃刮水板。该板仅重0.4公斤，是传统压铸轻量铝板重量的一半，而且不会降低刚性。将激光粉末熔融3D打印技术应用到汽车领域，或许是顶级车的正在进行时。
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