Production en série de disques de frein revêtus dur
EURO 7
La norme EURO-7 fi xe pour la première fois des valeurs limites d'émission de particules de freinage pour les voitures particulières et les véhicules utilitaires légers. Indépendamment du système de propulsion utilisé, il est nécessaire de passer à une nouvelle technologie de freinage. Dans ce contexte, l'utilisation de disques de frein à revêtement dur constitue une approche efficace pour réduire les particules fines.
Les disques de frein revêtus dur posent des exigences élevées tant à la technologie de revêtement qu'à la rectification. Une coordination optimale des deux technologies est donc indispensable pour obtenir des résultats satisfaisants et économiques.
Contexte
Pourquoi les exigences technologiques sont élevées 4
La rectifieuse
La rectifieuse et la technologie sont décisives pour la précision et la sécurité du processus 6
La technologie
La qualité en point de mire grâce à la rectification plane double face
La clé de l'optimisation
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Considérer ensemble le revêtement et la rectification et les coordonner de manière optimale 10
CONTEXTE
Pourquoi les exigences technologiques sont élevées
Dans l'industrie automobile, le développement et l'optimisation des composants du système de freinage est un processus permanent, auquel l'entrée en vigueur de la norme EURO 7 donne une nouvelle dynamique.
Un composant clé est ici le disque de frein, dont l'efficacité et la durée de vie dépendent en grande partie, outre des propriétés du matériau, du traitement de surface. Dans ce contexte, les technologies de traitement dur, notamment la rectification, jouent un rôle central. L'objectif est d'appliquer sur le disque de frein un revêtement qui présente une perte de matériau aussi faible que possible pendant le processus de freinage. Cela fait de l'usinage un grand défi, car il faut enlever une grande quantité de matériau en un minimum de temps, tout en limitant l'usure des outils.
DÉFORMATIONS THERMIQUES DUES AU PROCESSUS DE REVÊTEMENT
Les éventuelles déformations du disque de frein dues aux infl uences thermiques du processus de revêtement constituent un autre défi.
ADAPTATION À LA DIVERSITÉ DES COUCHES
Défis et solutions
REVÊTEMENTS MULTICOUCHES 1 2 3
Selon le matériau de la couche, des stratégies d'usinage spécifiques sont nécessaires. Les revêtements multicouches imposent des exigences élevées au processus de rectification. Leur comportement d'usinage est similaire à celui du carbure de tungstène, connu dans le domaine de la rectification d'outils. Ce type de revêtement nécessite des vitesses de coupe faibles, mais un couple d'autant plus élevé. Avant l'usinage, ces couches présentent une rugosité pouvant atteindre 100 micromètres. Après le processus de rectification, tant la matrice que les carbures sont usinés. Le comportement d'usinage dépend des propriétés duales des couches : d'une part des carbures durs et fragiles et d'autre part une matrice ductile.
REVÊTEMENTS MULTICOUCHES
après le revêtement au laser
La matrice « molle » et les carbures « durs » doivent être usinés.
après le ponçage
Les matériaux ductiles et fragiles nécessitent généralement des stratégies de rectification personnalisées. Dans le cas du disque de frein revêtu, les deux sont réunis. Les propriétés des matériaux et le comportement de coupe ne sont pas seulement infl uencés par la composition volumétrique des matériaux, mais aussi par les paramètres du processus lors du revêtement laser.
Carbure de titane
Carbure de titane (base)
LA RECTIFIEUSE
La rectifieuse et la technologie sont décisives pour la précision
+ Réduction du risque d'endommagement ou d'usure des composants critiques (guides, systèmes de mesure...) ; ceuxci se trouvent en dehors de l'espace de travail.
+ Facilité d'enchaînement et d'intégration dans la ligne, automatisation du chargement et du déchargement grâce à la disposition verticale et à la navette d'alimentation.
+ Bonne stabilité thermique de la machine grâce au concept de refroidissement intégré
+ Bon amortissement des vibrations grâce au banc de machine en minéralite
La VLC 450 DG est conçue pour être rigide et durable, afin de répondre aux exigences élevées de la production en série. La navette de la machine constitue, en dehors de l'espace de travail, l'interface avec l'automatisation extérieure. Le concept de la machine repose sur des décennies d'expérience dans la construction de tours et de rectifieuses verticaux. Les capteurs intelligents permettent une gestion adaptative du processus.
STRUCTURE DES AXES DE LA
VLC 450 DG
+ Axe X1 broche principale avec mandrin de serrage de la pièce à usiner
+ Axe Z1/Z2 avec broche porte-meule
+ U1 Dressage
+ Q1 Navette
+ W1 Élévateur de pièces
précision et la sécurité du processus
DONNÉES TECHNIQUES
GRAND ESPACE DE TRAVAIL, CONCEPTION VERTICALE
» Évacuation directe des boues de rectification grâce à la disposition verticale des broches
» Minimisation de l'accumulation de résidus de rectification sur la pièce et dans la machine
» Excellente accessibilité pour les travaux de préparation et de maintenance
Les disques de frein sont transférés à la broche principale par la station d'extraction.
LA TECHNOLOGIE
La qualité en point de mire grâce à
Les structures à rectification croisée ont un comportement de rodage tribologique nettement meilleur que les structures dans le sens de la circonférence.
De ce fait, la rectification plane double face joue un rôle central. Des structures de rectification croisée sont créées perpendiculairement à l'axe de rotation de la meule.
la rectification plane
POINTS CLES
+ Les deux broches de rectification sont disposées parallèlement, le disque de frein est usiné en rectification croisée.
+ Les meules sont auto-aff ûtées.
+ Une solution sans huile minérale est utilisée comme arrosage de processus.
double face
CONTRÔLE DIRECT DE LA QUALITÉ
par la rectification croisée, ce qui permet de vérifier facilement les réglages de la machine. L'évolution du grain entrant et sortant confirme que tous les angles des axes sont correctement réglés et que la machine peut fournir des résultats géométriquement parfaits.
L'OUTIL DE RECTIFICATION
L'outil de rectification de la VLC 450 DG pose de nouveaux jalons dans l'usinage des disques de frein. Conçu comme une bague interchangeable, il se distingue par son faible poids de moins de cinq kilogrammes, ce qui permet une manipulation aisée. Les temps de changement d'outil sont remarquablement courts, moins de dix minutes. Les outils sont auto-affûtés.
LA CLÉ DE L'OPTIMISATION
Considérer le revêtement et la rectification ensemble et
L'harmonisation efficace des processus de revêtement laser et de rectification est décisive pour la fabrication de disques de frein de haute qualité. Cette coordination va au-delà d'une simple optimisation de l'îlot, dans laquelle certains paramètres tels que la puissance du laser, la géométrie du faisceau ou les paramètres cinématiques sont considérés isolément. De telles optimisations peuvent certes apporter des améliorations à court terme dans des domaines partiels, mais le véritable succès réside dans la prise en compte globale de la chaîne de processus : tournage - revêtement laser - rectification.
Pouvoir proposer les deux processus - le revêtement laser ainsi que la rectification et le tournage - sous un même toit est un avantage décisif. Nous pouvons ainsi travailler en étroite collaboration et concevoir les processus de manière à ce qu'ils se complètent. Cela permet de créer des solutions de fabrication pour les disques de frein qui ne convainquent pas seulement par leur fonction dans le système de freinage, mais qui établissent également de nouvelles normes en matière d'efficacité de fabrication et d'utilisation des matériaux. Cette approche intégrée est la clé pour répondre de manière optimale aux exigences de nos clients tout en minimisant les coûts de production.
REVÊTEMENT LASER DE DISQUES DE FREIN
Une poudre métallique spéciale (contenant souvent des carbures) est appliquée sur les disques de frein avec une vitesse d'avance et une puissance laser élevées.
Laserbeschichtete Bremsscheibe
Geschliffene Bremsscheibe
les coordonner de manière optimale
RECTIFICATION DES DISQUES DE FREIN REVÊTUS
La VLC 450 DG a été spécialement conçue pour l'usinage en série de disques de frein à revêtement dur. Le système de fabrication répond aux exigences les plus élevées en matière de productivité et de qualité des pièces et est donc prédestiné à l'usinage de finition.
REVÊTEMENT LASER ET RECTIFICATION DANS NOTRE "LAC" (LASER APPLICATION CENTER)
Le centre d'application laser d'EMAG LaserTec à Heubach est le centre de développement des processus laser au sein du groupe EMAG. Dans le cadre du développement de processus pour le revêtement de disques de frein, une zone spéciale de développement et d'essai a été mise en place. On y trouve aussi bien des machines de revêtement laser que des rectifieuses de la série VLC 450 DG pour la fabrication de prototypes.
