國內出現（xiàn）將金屬3D打印技術應（yīng）用於高鐵製動閘片的探索
點擊（jī）量：443 發布時間：2017-03-09 作者：快猫视频APP下载安装（上海）增材製造技術有限公司
時速300多公裏的高速列車（chē），讓它跑起來（lái）相（xiàng）對容易，讓它停（tíng）下來難!其中主要難點之一是在列車製動瞬間，60多（duō）噸重的每節列車的巨大慣性，產生（shēng）的巨大動能將因摩擦轉變成（chéng）熱，製動閘片(俗稱刹車片)要承受八九（jiǔ）百攝氏度的高溫還得保證性能不下降，即使在雨雪沙塵（chén）惡劣環境狀態下也能正常工作而不能傷害製動盤。
此前，國際上隻有德國、法國和日本等少（shǎo）數幾個國家能夠生產高速列車製動閘片，其中德國克諾爾公（gōng）司曾壟斷全球80%以上高鐵刹車片的市場。
近幾年，國內高鐵刹車片的研（yán）發與生產技術逐（zhú）步獲得突破，打破了國際公司壟斷的（de）局麵，其中包括天宜上佳、貴州新安航（háng）空機械、博深工具、北京瑞斯福等。
隨著金屬3D打印技術與應用麵的（de）深度結合，國內（nèi）出現（xiàn）了（le）將金屬3D打印技術應用（yòng）於製動閘片的探索。
製動閘片是（shì）高速列車組製動裝置（zhì）中的關鍵材料，利用閘片材料與配對製動盤材料的摩（mó）擦力使高速列車（chē）組的動能轉（zhuǎn）化成熱能或（huò）其他形式的（de）能量，散發到空氣中。閘片根據材料的不同可分為合成閘片、複合材料閘片以及粉末冶金閘片等。早期高速列車使用的合成閘片由於其機械強度較低、衝擊韌性較（jiào）差，磨損（sǔn）量較大，閘片在運行中會出現微裂紋，而且這（zhè）種閘片材料對水比較敏感，列車在雨（yǔ）季和潮濕地區運行時，會因為閘片（piàn）潮濕（shī）導致材料摩擦力減小，使其製動性能降低。
複（fù）合材料閘（zhá）片一般采用（yòng）碳/碳複合材料（liào），這種（zhǒng）複合材料（liào）材是以碳為基體的碳纖維增強的新型結構材料，其增強組分一般為短切碳纖（xiān）維。這種複合材料目前大部分隻應用於航空航天等重要領域。現有高速（sù）列車用（yòng）閘片材料（liào）還是粉末冶金閘片（piàn）為主（zhǔ）。
粉末冶金閘片的製備工藝采用傳統的粉末冶金方法，將原料粉末混合均勻後壓製成型，然後將壓坯固定在鋼背上一起隨爐燒（shāo）結，最終得到耐磨層與鋼背（bèi）結合的閘片整體，將閘片整（zhěng）體與燕尾板焊接為一體安裝到支架上，即可與製動盤組成刹車副（fù）。現有技術采用粉末冶（yě）金方法製備閘片在燒結過程中，由於閘片內各組分的收縮係數不（bú）同，容易（yì）產生孔隙、夾粗等缺陷，導致閘片的致密度（dù）較低，從而影響其最終的力學性能和摩擦性能。
而且，由於是將閘片壓坯和鋼背一同燒（shāo）結，燒結過程中閘片壓坯本身的收縮與鋼背的收縮不一致，使兩者的結合強度（dù）較低，在使用過（guò）程中容易造成閘片脫落的情況。另外，燒結過程中高溫會使鋼背內部組織（zhī）結構的變化，影響鋼背的機械性能，進而影響整個製（zhì）動閘片以及刹車副的製動效果。
根據市場研究，通過電子束（shù）選區熔化或激光選區熔（róng）化3D打印技術，西迪技術股份有限（xiàn）公司將（jiāng）耐磨層直接打印（yìn）在鋼背表麵，3D打印過程中（zhōng）采用的高能電子束能夠使閘（zhá）片材料中各組分充分反應、高度致密化，使得到的閘片具有較好的力學性（xìng）能和摩擦性能。
西（xī）迪技（jì）術股份有限公司的這一應（yīng）用特點包括：
閘片原（yuán）料為銅基閘片原料、鐵基（jī）閘片原料、鎳基閘片原料或鈦基閘片（piàn）原料。
將閘（zhá）片原料粉末在附著有金屬層的鋼背表麵進行3D打印，得到閘片。金屬層的成分與閘片原料成分中的金屬成分相同。
在3D打印過程中高能電子束能夠使閘片材料中各組分充（chōng）分（fèn）反應，使得到的閘片具有較好的力學性能和摩擦性能。
采用表麵附（fù）著有與閘片原料中金屬成分相同的金屬層的鋼背，3D打印過程（chéng）中在高能電（diàn）子束的掃描下，金（jīn）屬層熔化形成一層較薄的熔池，與閘片原料（liào）粉末進行充分的冶金結合，使閘片中的耐磨層（céng）和鋼背具（jù）有較高的結合強度。
3D打印過程中電子束能量（liàng）在（zài）鋼背表麵的粉體原料上掃（sǎo）描，不會對鋼背內部的組織（zhī）結構造成影響（xiǎng），保證了鋼背本身的機械性能。
企業鏈接
快猫视频APP下载安装(上海)增材製造技術有（yǒu）限公司是國內3D金屬打印粉末專業的材料供應商（shāng），公司成立於2016.8，是（shì）一家科技創（chuàng）新型企業，專業致力（lì）於3D金屬粉末耗材開發與工藝開發設（shè）計，為增材製造（zào）提供材（cái）料應用技術解決方案（àn）。
狀（zhuàng）邁(上海)增材製造技術以金屬3D打印鎳基高溫合金（jīn）粉、鈷合金粉、鈦合金（jīn）粉、模具鋼粉為核心，生產的（de）球形金屬合金粉粒徑超細、高純度、低含氧量、高球形度、成分無偏析而廣（guǎng）泛用於航空航天、汽車電子和模具中。
快猫视频APP下载安装(上（shàng）海)增（zēng）材製造技術具備完（wán）善的產品研發和嚴格的粉末生產控製能力，能滿足苛刻環境中的粉末（mò）應用要求，為（wéi）用戶提供高（gāo）品質的合金球形粉，加快了高端球形粉國產化進程。
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