Freno a disco, Trumpf contro le polveri sottili

Trumpf ha portato a maturazione industriale un processo laser che aiuta a ridurre l’abrasione dei dischi dei freni e quindi le emissioni di polveri sottili: l’azienda sta già testando il suo utilizzo nella produzione di serie con noti produttori e fornitori di automobili.

«In qualità di produttore di sistemi laser tecnologicamente all’avanguardia – ha affermato Richard Bannmüller, presidente e CEO Trumpf Laser & System Technology – lavoriamo da anni a stretto contatto con l’industria automobilistica e conosciamo molto bene il mercato. La saldatura a riporto laser ad alta velocità è conveniente, può essere utilizzata nella produzione di serie e offre quindi il potenziale per diventare il nuovo standard nella produzione dei dischi dei freni».

Il laser riduce il particolato, dannoso per la salute

Anche concentrazioni molto basse di particolato sono dannose per la salute: circa la metà delle emissioni di particolato nel traffico stradale è dovuta all’usura di freni, pneumatici, frizioni e manto stradale, di cui circa la metà è costituita da polvere dei freni. I dischi dei freni rivestiti con saldatura a riporto laser ad alta velocità emettono molto meno particolato rispetto ai dischi dei freni convenzionali.

Il processo laser non solo garantisce una riduzione delle polveri sottili, ma anche dell’usura. Il potenziale di mercato è enorme: soltanto in Germania, le case automobilistiche producono circa 3,4 milioni di auto ogni anno. Per i circa 49 milioni di auto già in commercio in Germania, gli automobilisti hanno dovuto sostituire i dischi dei freni diverse volte, spesso dopo soli 50.000 km, a seconda dello stile di guida e dell’usura. In futuro, questo potrebbe essere necessario con molta meno frequenza.

Le auto elettriche ne beneficiano in particolare

La saldatura ad accumulo laser ad alta velocità offre anche una protezione dalla corrosione, particolarmente importante per i dischi dei freni dei veicoli elettrici. Questi funzionano soprattutto con il recupero dell’energia durante la frenata, quindi il freno a disco viene usato raramente per fermarsi. Di conseguenza, i dischi dei freni accumulano più rapidamente la ruggine, con conseguenti perdite di prestazioni durante la frenata e, in casi estremi, possono richiedere una sostituzione prematura.

«I nostri sistemi laser – ha affermato Bannmüller – sono già in uso presso numerosi produttori di auto elettriche e contribuiscono alla produzione della batteria, del motore elettrico o dell’elettronica ad alte prestazioni. Con la saldatura ad accumulo laser ad alta velocità per i dischi dei freni, offriamo un’altra tecnologia di produzione per la mobilità del futuro». Il laser risulta quindi  decisivo per rendere possibile la produzione di auto elettriche in serie.

Si fa un uso efficiente dell’energia

Il principio del rivestimento laser funziona attraverso una sofisticata interazione tra il laser e la polvere metallica, che consente di creare strati privi di pori e di crepe. La chiave del processo è la polvere e l’apporto di energia. Invece di applicare la polvere metallica sul componente e poi fonderla con la luce del laser, nella saldatura ad accumulo laser ad alta velocità la polvere entra nel raggio laser già sopra il componente. La luce riscalda la polvere fino alla temperatura di fusione già durante il tragitto verso il componente. Ciò consente ai produttori di freni di applicare il rivestimento molto più velocemente e di utilizzare l’energia impiegata in modo molto più efficiente per formare lo strato.

Il processo ha già ricevuto diversi riconoscimenti, tra cui il Berthold Leibinger Innovation Award.

© foto Trumpf