Компания Bugatti печатает на 3d принтере титановые тормоза

Остановка суперкара Bugatti Chiron стоимостью 3 миллиона долларов, имеющего 16-цилиндровый мотор, развивающий мощность в 1500 лошадиных сил, весящего более 2 тонн, и двигающегося со скоростью 420 км в час, требует тормозов локомотивного масштаба. Но большие, тяжелые тормозные суппорта снизят рабочие характеристики, такие как скорость и управляемость, и поэтому компания Bugatti создала титановый компонент тормоза, полученный на 3d принтере методом лазерного спекания. Благодаря чему вес чудовищных тормозных суппортов удалось снизить на 40%.

Каждый титановый тормозной суппорт весит всего 2.9 кг, по сравнению с 4.9 кг у применяемых сегодня алюминиевых тормозных суппортов. А из-за жесткости титана, более легкая напечатанная на 3d принтере деталь обладает и большей прочностью. Это первые в мире тормозные суппорта, полученные при помощи 3d печати, и самый большой титановый компонент, созданный по такой технологии.

Chiron, который в настоящее время находится в производстве, использует 8-поршневые тормоза из кованого алюминия на передних колесах, и 6-поршневые тормоза — на задних. Передние тормозные суппорта являются самыми большими в мире среди всех производимых автомобилей.

Из-за особой прочности титана, невозможно изготавливать тормозные суппорта из титана при помощи тех же самых операций фрезерования и ковки, которые применяются для алюминиевых деталей. Но переход на 3d печать позволяет создавать очень сложные формы, которые оказываются и более легкими.

Благодаря точной форме полученной детали, она имеет толщину стенок от 1 до 4 мм. Достичь этого стало возможно, частично в связи с применением титанового сплава высокого класса Ti6AI4V, который используется в аэрокосмической промышленности. Этот материал, как сообщает Bugatti, в основном применяется для изготовления подвергающихся сильным нагрузкам ходовых устройств и компонентов крыльев или двигателей самолетов и ракет.

«С точки зрения объема, это самый большой функциональный компонент, изготавливаемый из титана методами аддитивного производства», – говорит Франк Гётцке (Frank Götzke), руководитель направления новых технологий в Техническом отделе компании Bugatti Automobiles Engineering. Разработка и создание прототипа первой детали заняли всего три месяца. Производство будет выполняться компанией Laser Zentrum Nord из Германии, специализирующейся на аддитивном производстве, в распоряжении которой имеется самый крупный 3d принтер для титана. Он оборудован четырьмя лазерами мощностью в 400 ватт для спекания 2213 слоев титанового порошка в течение 45 часов.

После того, как деталь появляется из принтера, инженеры Bugatti нагревают тормозной суппорт до температуры в 700 градуса по Цельсию, и постепенно снижают нагрев до 200 градусов, что устраняет остаточные напряжения в детали и гарантирует стабильность ее размеров.

После этого они удаляют лишний материал, который был напечатан для поддержки структуры детали. Наконец, фрезерный станок с пятью осями отфрезерует все критические трущиеся поверхности, обеспечивая их гладкость. Этот процесс занимает 11 часов. По данным динамометрического тестирования тормоза, окончательный продукт способен выдержать температуру в 1000 градусов по Цельсию.

Будучи членом промышленной группы Volkswagen Group, компания Bugatti является пионером в освоении передовых технологий, применять которые слишком дорого в автомобилях, доступных для простых смертных. Но можно ожидать, что даже 3d печать из титана может найти себе применении в других приложениях.

«Кто угодно может и должен получить преимущества от наших проектов, – говорит Гётцке. – Это также часть роли Bugatti, как лаборатории высоких технологий в Группе».

Например, Bugatti также печатает легкие алюминиевые стеклоочистители длиной 63 см. Стеклоочиститель весит менее 450 г, что вдвое меньше веса традиционных стеклоочистителей из литого алюминия, обладающих такой же прочностью.

Так что, может быть, эта технология вскоре начнет применяться и в других брендах автомобилей Volkswagen Group, таких как Bentley и Bugatti, но не стоит ожидать применения 3d печати титаном на очередной машине Volkswagen Golf.