交通產生的微粒排放量很高，尤其是在城市。歐盟委員會認為，這種排放水平過高，因此要求通過引入歐7標準來大幅降低排放水平。微粒排放主要是由輪胎和剎車磨損造成的。因此，解決排放問題的有效方法是使用硬涂層剎車盤，這種剎車盤可減少高達90%的磨損。

       9月18日，在意大利都靈舉行的Stellantis工廠助推日上，柯馬與Prima Additive展示了一系列機器人驅動快速涂層工藝單元中的第一個單元。通過在未加工的剎車盤上使用彈性鋼和復合材料進行硬涂層，該解決方案將使Stellantis能夠顯著提高剎車盤的耐用性，減少高達80%的排放污染，同時將周期時間保持在最低水平。這反過來又將使汽車制造商完全符合歐7標準的要求，即到2026年底，將剎車盤的顆粒排放減少27%。

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

       Prima Additive首席執行官Paolo Calefati解釋說：“在Prima Additive，我們相信合作與創新是塑造未來制造業的驅動力。我們與柯馬的合作將兩家在各自領域擁有深厚專業知識的公司聯合在一起，共同開發用于材料加工的自動化和先進激光系統方面真正尖端的工業解決方案。更重要的是，為剎車盤涂層應用開發的激光系統是將激光增材制造/激光熔覆技術應用于汽車大規模生產的案例之一。該解決方案不僅有助于提高汽車剎車盤的性能和耐用性，而且還通過減少機動車對環境的總體影響，在促進可持續發展方面發揮了至關重要的作用。”

       柯馬首席執行官Pietro Gorlier補充說：“這一機器人解決方案是由兩家意大利公司主導的創新典范，它們開發了先進技術，以實現重要的可持續發展目標。柯馬和Prima Additive攜手合作，實現了高速激光熔覆的安全自動化，有助于滿足歐洲及其他地區日益增長的對靈活的交鑰匙解決方案的需求，這將有助于減少顆粒排放污染，以響應最新法規的要求。我們相信這種解決方案具有巨大的市場潛力。”

       聯合開發的快速噴涂系統計劃于2024年底在法國的塞豐工廠部署，這將使Stellantis成為首批推出符合歐7政策標準的剎車盤盤硬噴涂全自動生產線的汽車制造商之一。

       增加了磨削工藝的復雜性

       作為噴涂的后環節，磨削面臨著特殊挑戰。2023年9月，Jannik R?ttger從亞琛工業大學（RWTH Aachen University）的研究崗位調到德國西南部的薩拉赫，擔任埃馬克磨削技術部的新主管：“簡單地說，硬涂層剎車盤在磨床中的作用與在低排放汽車中的作用完全相同——在不損失材料的情況下產生強大的制動效果，”R?ttger說，“然而，我們需要在磨削過程中實現完全相反的效果。我們的目標是在盡可能短的時間內去除材料，以獲得所需的幾何形狀和表面特性。”

       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一大挑戰。由于涉及到加工力，設計機床的靜態和動態特性以及主軸驅動變得非常復雜。

       此外，影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，還有涂層工藝。

       以激光沉積焊接為例，R?ttger列舉了激光功率和相對速度等工藝參數。激光的熱能可能導致剎車盤變形。在隨后的打磨過程中必須考慮到這一點。因此，必須將未加工部件鑄造后的整個工藝鏈，即車削、激光涂層和打磨以及由此造成的車輛功能特性，作為一個整體系統加以考慮和優化。

       整個加工鏈的制造解決方案

       埃馬克表示，它可為鑄造工藝后加工鏈中的每個環節提供制造解決方案。這使其能夠在自己的車床、激光機和磨床上評估不同制造工藝之間的具體相互作用。據R?ttger介紹，設計師、生產工程師和材料科學家組成跨學科團隊，共同開展研發工作，以了解設定參數和結果參數之間的因果關系。亞琛工業大學的科學家和新成立的HPL技術公司的涂層系統開發人員等外部專家也參與其中。

       Supfina Grieshaber公司研發主管Michael W?hrle也深信跨學科和跨公司合作的好處。該公司早在2019年就開始開發磨削硬涂層剎車盤的工藝。W?hrle 說：“從一開始，我們就認為與開發伙伴密切合作是在規定時間內滿足歐7標準的唯一途徑。我們必須摸著石頭過河，例如，看看粉末制造商能帶來什么，考慮不同的噴涂工藝，最終決定哪些是現實的，哪些是可以排除的，因為對于大眾市場來說，成本太高了。”

       Supfina沒有排除任何技術，但主要關注激光沉積焊接和冷噴涂工藝。起初，他們幾乎每周都要與涂層專家會面。W?hrle說：“我們看到了前所未有的創新速度。然而，政府是否會做出改變以及改變的內容是什么，這些始終存在的不確定性被認為是一種負擔。”不過，W?hrle認為，無論是對人類健康還是對環境而言，減少顆粒物污染都是絕對必要的。他也承認“如果沒有新的法規，我們不會像現在這樣走得這么遠”。

       經濟型加工的雙面磨削

       歐洲每年生產近1億個剎車盤，其中約一半銷售給汽車制造商，另一半則銷往零配件市場。專家認為，汽車行業將需要投資數十億美元來生產可減少微塵含量且環保的剎車盤。W?hrle說：“直到最近，一些剎車盤還非常便宜，甚至可以按噸出售。現在，昂貴的原材料和工藝已經加入其中，同時也帶來了開發適合大眾市場的產品的挑戰。”據W?hrle稱，雙面磨削之所以受到機床制造商的青睞，是因為它能保證同時加工兩個摩擦環表面、高產能和短周期。Supfina最近推出了新型機床Planet BD，目前已有許多知名客戶在使用。W?hrle指出，這是一款針對單一產品（即未來的剎車盤）開發的磨床。

       這種機床還將用于加工電動汽車的剎車盤。純電動汽車的制動頻率要低得多，力度也要小得多，因為電動機的恢復通常可以提供足夠的制動力。不過，這也帶來了“使用不足”的制動系統開始生銹的風險，尤其是在潮濕的天氣條件下。涂層剎車盤也能幫助解決這一問題。W?hrle確信，涂層可以適應制動性能和制動循環次數方面略低的要求。涂層中昂貴成分的數量可以減少或替換，從而使系統的成本效益更高，盡管性能略有降低。通過歐7壓力測試所獲得的經驗將確保磨削專家為實現這一目標做好充分準備。