時速300多公裏的高速（sù）列車，讓它跑起來（lái）相對（duì）容易，讓它停（tíng）下來（lái）難!其中主要難點之一是在列車製（zhì）動瞬（shùn）間，60多噸重的每節列車的巨大慣（guàn）性，產生的巨大動能（néng）將因摩擦轉（zhuǎn）變成熱，製動閘片（piàn）(俗稱刹車片)要承受八九百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（cháng）工作而（ér）不能傷害製動盤。

 

此（cǐ）前，國際上隻有德國（guó）、法國和日本等少數幾個（gè）國家能夠生產高速列車製動閘（zhá）片，其（qí）中德國克諾爾公司曾壟斷全球80%以上高鐵刹車片的市場。

 

近幾年，國內高鐵刹車片的研（yán）發與生產技術逐步獲得突破，打破了國際公司壟斷的局（jú）麵（miàn），其中包括天宜（yí）上佳、貴州新安航空機械、博深工具、北京瑞斯福等。

 

隨著金屬（shǔ）3D打印技術與應用麵的深度結合，國內出現（xiàn）了（le）將金屬3D打印技術應用於製動閘片的探（tàn）索。

 

製動閘片是高速列車組製動裝置（zhì）中的（de）關鍵材（cái）料，利用閘片（piàn）材料與配對製動盤材料的（de）摩（mó）擦（cā）力使高速列車組的動能轉化成熱能（néng）或其他形式（shì）的能量，散發到空氣中。閘片根據材料的不同（tóng）可分為合成閘片、複合材料閘片以及粉末（mò）冶金閘片等。早期高速（sù）列車使用的合成閘片由於其機械（xiè）強度較低、衝（chōng）擊韌性較差，磨損量較大，閘片在運行中會出現微裂（liè）紋（wén），而且這（zhè）種閘片（piàn）材料對（duì）水比較敏感，列（liè）車在（zài）雨（yǔ）季和潮濕地區運行時，會（huì）因為閘片潮濕導致材（cái）料摩擦力減小（xiǎo），使其製動（dòng）性能降低。

 

複合材料閘片一般采用碳/碳複合材料，這種（zhǒng）複合材料材是以碳（tàn）為基體的碳纖維增強的新（xīn）型結構材料，其增（zēng）強組分一般（bān）為短切（qiē）碳纖（xiān）維。這種複合材料（liào）目前大部分隻應用於航空航天等重要領域。現有高速列車用閘片材料還是粉末（mò）冶金（jīn）閘片為主。

 

粉末冶金閘片（piàn）的製備（bèi）工藝采用傳統的粉末冶金方法，將原料粉末混合均勻（yún）後壓製成（chéng）型，然後將壓坯固定在鋼背上一起（qǐ）隨爐燒結，最終得到耐磨（mó）層與鋼背結合的閘片整體（tǐ），將（jiāng）閘片整體與燕尾板焊接為一體安裝到（dào）支架上，即可與（yǔ）製動（dòng）盤組成刹車副。現有（yǒu）技術采用粉末冶金方法製備閘（zhá）片在燒結過程中，由於閘片內各組分的收縮（suō）係數不同，容易產生孔隙、夾粗（cū）等缺陷，導致閘片的致密度較低，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（hé）鋼背一（yī）同燒結（jié），燒結過程中閘（zhá）片壓坯本身的收縮與鋼背的收縮（suō）不一致（zhì），使兩者的結合強度較低，在使（shǐ）用過程中容易造成閘片脫落的情況。另（lìng）外，燒結過程中高溫（wēn）會使鋼背內部組織結構的變化，影響鋼背的機械性能，進而影響整個（gè）製動閘片以及刹車副的製（zhì）動效果。

 

根據市場研究，通過電子束選區熔化或激（jī）光選（xuǎn）區熔化3D打印技術，西迪技術股份有限公司將耐磨層直接打印在鋼背表麵，3D打印過程中（zhōng）采（cǎi）用的高能電子束能夠使閘片（piàn）材料中各組分充分反應、高度致密（mì）化，使得到的閘片具有較好的力學性能和摩擦性能。

 

西迪技術股份有限公司的（de）這（zhè）一應用特點包括：

 

閘片原料為銅基閘片原料、鐵基閘片原料、鎳基（jī）閘片原料或鈦基閘片原料。

 

 將閘片原料粉末在附著（zhe）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（de）金屬（shǔ）成分相同。

 

 在3D打印過程中高能電（diàn）子束能夠使閘片材料中各組分充分反應（yīng），使得到的閘片具有較好的力學（xué）性能和摩擦性能。

 

 采用表麵附（fù）著有與閘片原料中（zhōng）金屬成分（fèn）相同（tóng）的（de）金屬（shǔ）層的鋼背，3D打印過（guò）程中在高（gāo）能電子（zǐ）束的掃（sǎo）描下（xià），金（jīn）屬層（céng）熔化（huà）形成一層較薄的熔池，與閘片原料粉末進行充分的冶金結（jié）合，使閘片中的耐磨層和鋼（gāng）背具有較高的結合強度。

 

3D打印過程中電子束能（néng）量（liàng）在（zài）鋼（gāng）背表麵的粉體原料上掃描，不會對鋼背內部（bù）的組（zǔ）織結構造（zào）成影響，保證了（le）鋼（gāng）背（bèi）本身的機械性能。

 

 

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