Наименование Bugatti неизменно связано с передовыми автомобилями, а не с 3D-печатью, но автопроизводитель объявил о выпуске нового тормозного суппорта, который не только самый крупный в автомобильной промышленности, но и является самым большим компонентом для печати из титанового сплава.
Продукт совместного усилия Департамента развития Bugatti и компании «Laser Zentrum Nord» из Гамбурга, 8-ми поршневой моноблочный суппорт тормоза может в один прекрасный день привести к созданию автокомпонентов, которые сочетают в себе превосходные характеристики с более быстрым и дешевым производством.
Развитие гиперкаров, таких как Bugatti Veyron и Chiron, подталкивает к совершенствованию автомобильных характеристик, и в тоже время заставляет разрабатывать компоненты транспортных средств и материалы, используемые для их изготовления. Одним из примеров является конструкция тормоза, используемая на Chiron, суппорты которой являются самыми крупными из установленных на любом другом серийном автомобиле, и спроектированные с использованием бионических принципов. Они изготовлены из высокопрочного алюминиевого сплава и содержат титановые поршни - 8 для передних тормозов и 6 для задних.
Новые суппорты должны сочетать минимальный вес с максимальной жесткостью, но Bugatti почувствовал, что есть возможности для улучшения детали, поэтому инженеры компании придумали еще одну версию, полностью изготовленную из аэрокосмического титанового сплава Ti6AI4V, который обычно используется для высоконагруженных шасси, а также реактивных и ракетных двигателей.
Согласно данным Bugatti, суппорты, изготовленные из титана, имеют предел прочность на растяжение 1250 Н/мм² (125 кг/мм²). Кроме того, титановый суппорт размером 41х21х13,6 см и стенками толщиной от 1 до 4 мм весит всего 2,9 кг, в отличие от 4,9 кг алюминиевой версии.
К сожалению, в то время, как титан характеризуется отличной производительностью и долговечностью по сравнению с алюминием с 40-процентной экономией веса, титановые сплавы, как известно, трудно отливать, и часто производство требует экзотических методов, таких как взрывное формование. Подход Bugatti состоял в том, чтобы обратиться к технологии изготовления присадок, более известной как 3D-печать, которая использует лазеры для слияния порошка из титанового сплава с точными сложными формами.
От идеи к прототипу
Потребовалось всего за три месяца. После того, как Bugatti завершил компьютерное моделирование, файлы данных были отправлены в «Laser Zentrum Nord» для окончательного моделирования всех процессов и печати с использованием крупнейшего в мире принтера, способного обрабатывать титан благодаря четырем 400-ватным лазерам.
Bugatti говорит, что печать суппорта занимает всего 45 часов, что является очень короткое время для создания сложного прототипа. Во время процесса принтер поочерёдно заложил 2 211 слой порошка тонкого титанового сплава. После того, как каждый слой был установлен, лазеры, руководствуясь проектными файлами, сплавляли компонент в поперечное сечение суппорта вместе с временными опорными конструкциями, которые мгновенно охлаждались и затвердевали, прежде, чем машина повторяла процесс.
После завершения избыток порошка удаляли и суппорт помещали в печь, где он первоначально подвергался температуре 700° С, которая потом снижалась до 100° C для стабилизации структуры. Затем опоры удалялись, и суппорт отправился обратно в Bugatti для окончательной механической, физической и химической обработки, чтобы улучшить прочность на завершающей стадии производства.
«Это был очень важный момент для команды, когда мы держали наш первый титановый тормозной суппорт от 3D-принтера в руках», - говорит Фрэнк Гётцке, руководитель отдела новых технологий в Департаменте технического развития Bugatti Automobiles.
«Что касается объема, это самый большой функциональный компонент, изготовленный из титана с помощью методов присадки. Каждый, кто смотрит на деталь, удивлен тем, насколько он светлый, несмотря на его большие размеры. Технически это чрезвычайно впечатляющий тормозной суппорт, и он также выглядит великолепно».
С целью использования в серийном производстве, новый суппорт планируется начать испытания транспортных средств до июня 2018 года.