近日，德国通快（TRUMPF）宣布成功开发出了一种能够减少刹车盘磨损，以及减少制动过程中微细粉尘排放的激光工艺。据悉，该公司已经与知名汽车制造商和供应商合作，以测试这种工艺在大规模生产中的应用。
据介绍，这种高速激光金属沉积工艺是一种经济实惠的增材制造技术，能够利用激光进行修复和涂层方面的应用。这种创新的激光工艺有效地降低了空气中有害颗粒物的含量。
通快激光与系统技术总裁兼首席执行官Richard bannmller表示：“作为技术领先的激光系统制造商，我们多年来一直与汽车行业密切合作，因此对这一市场有非常深入的了解。高速激光金属沉积具有成本效益，可用于批量生产，有望成为刹车盘制造的新标准。”
大幅减少对健康有害的颗粒物
据统计，道路交通排放的颗粒中，约有50％来自刹车、轮胎、离合器和路面的磨损，其中刹车灰尘就几乎占了一半。与传统制动盘相比，涂有高速激光金属沉积的制动盘释放的颗粒物质会显著减少。
除了减少微细粉尘排放，激光工艺也最大限度地减少磨损，从而提供了巨大的市场潜力。美国交通部报告称，2021年美国生产了910万辆汽车，拥有和上路运行的汽车超过2．759亿辆，这些汽车通常在行驶里程31000英里后才需要更换刹车盘。
电动汽车将从中大大受益
如今，有了通快的这项新技术，更换刹车盘的频率将有望降低。尤其是当下日益盛行的电动汽车，将有望从这一创新过程中受益。
对电动汽车刹车盘而言，高速激光堆焊提供的防腐蚀保护至关重要。电动汽车的的制动原理则是采用能量回收制动，即电动汽车通过控制让制动全部或是部分模块有能量逆向流动功能，进而实现让汽车的惯性能量部分回馈到储能器，也对汽车起到制动的作用。不过，他却不想传统燃油汽车那样在汽车刹车过程中产生相当大的摩擦力，因此电动汽车的刹车盘更容易闪锈，从而导致制动过程中的性能损失，在极端情况下可能需要提前更换。
通快公司激光技术公司（位于美国密歇根州Plymouth）总经理Henrikki Pantsar表示，全球制造商们已经在使用通快的激光系统设备来生产电动汽车电池、电动机和高性能电子产品。而用于刹车盘处理的高速激光金属沉积技术，将为未来的汽车生产，特别是电动汽车提供又一种先进的制造技术。他补充称，激光是使电动汽车批量生产成为可能的决定性工具。
通快激光金属沉积行业经理Marco Gobel－Leonhauser则补充称：“高面积率（high area rate）、高层质量（high layer quality ）的特点，与我们提高效率和减少粉尘的方法相结合，使我们的激光解决方案在汽车等工业规模应用中非常有吸引力。”
更高效实现能源利用
激光熔覆主要是通过激光与金属粉末之间复杂的相互作用，形成无孔、无裂纹的熔覆层。该工艺的效率在于粉末和能量的输：在高速激光堆焊中，金属粉末进入已经在组件上方的激光束中，而不是将金属粉末涂覆在组件上，然后用激光将其熔化。也就是说，在粉末到达组件的过程中，光已经将粉末加热到熔化温度。
更多汽车环保新应用
通快还开发出了一系列激光技术解决方案，在清洁汽车车身部件时能够免掉传统的化学清洗过程。
通快负责短脉冲激光器的产品经理Steffen rbling表示：“激光技术正受益于汽车行业所谓的冷白车身趋势，在车身结构中越来越多地使用粘合剂连接。这就是我们的短脉冲激光发挥作用的地方。与传统工艺相比，客户节省了水和化学清洁剂。”
他指出，激光晰磨（Laser structuring）是一种清洁、快速和非接触的方法，可以替代喷砂、化学蚀刻或铣削：“短脉冲激光器只用在实际需要的地方清洗组件。汽车制造商可以省去后处理。此外，激光清洗总是同样有效。”
通快的短脉冲激光器可以用于晰磨各种各样的金属，用户只需要根据金属调整激光的参数（比如激光功率和加工速度），就可以缩短处理时间、减少处理成本。
通快的短脉冲激光器还可用于制备电动汽车中的粘合接头。电池制造商必须将电动汽车的电池粘合到电池组中。为了保证胶粘剂的粘附效果更好，在粘接前，激光会对金属上相应的区域进行清洗和整理。
通快光子元件公司的VCSEL高功率红外激光系统能够用于电动汽车的微型激光干电池箔，不仅过程效率更高，速度也快得多。
