REZUMAT

Ambutisarea plăcii suport de frână este procesul de fabricație precis responsabil pentru crearea fundației structurale din oțel a unei garnituri de frână. Acest proces utilizează prese cu tonaj mare – în general între 400 și 1.000 de tone – pentru a transforma benzi laminate din oțel în plăci rigide care trebuie să reziste unor forțe enorme de forfecare și ciclurilor termice. Industria se bazează pe două metode principale: stantare convențională , care oferă viteză și eficiență cost-beneficiu pentru piese standard, și decupare fină , care oferă o calitate superioară a marginilor și planitate (toleranțe la fel de strânse ca ±0,0005 inchi) pentru aplicații complexe și de înaltă performanță.

În afara formării de bază, fabricarea modernă a plăcii suport integrează caracteristici critice de siguranță precum sisteme mecanice de reținere (NRS) direct în procesul de stampare pentru a preveni desprinderea materialului de frecare. Indiferent dacă se asigură netezimea perfectă necesară pentru o frânare fără zgomot sau se aplică acoperiri galvanizate pentru a rezista «împingerii prin rugină», calitatea stampării dictează în mod direct siguranța și durabilitatea garniturii finale de frână.

Procesul de fabricație: De la bobina de oțel la component

Calea unei plăci suport de frână începe cu mult înainte ca aceasta să intre într-o presă. Procesul reprezintă o succesiune de operațiuni de precizie concepute pentru a transforma oțelul brut într-un component critic pentru siguranță, capabil să resiste miilor de cicluri de frânare.

1. Pregătirea și alimentarea materialului

Producția începe cu bobine de oțel laminat la cald sau laminat la rece, cu rezistență ridicată, având de obicei grosimi între 2 mm și 6 mm, în funcție de aplicația vehiculului (vehiculele comerciale heavy-duty pot necesita până la 12 mm). Aceste bobine sunt introduse într-un nivelator/întinzător pentru a elimina curbura specifică bobinelor și tensiunile interne, asigurând o planitate perfectă a materialului înainte de intrarea în matriță. Planitatea este esențială; orice curburi vor duce la zgomot la frânare (NVH) în ansamblul final.

2. Faza de stampare

În această etapă critică, banda de oțel intră într-o presă cu tonaj mare—de obicei o instalație cu matriță progresivă sau o presă transfer dedicată. Aici se definește geometria plăcii. Presa efectuează mai multe operațiuni într-o singură cursă:

• Decupare: Tăierea perimetrului exterior al plăcii.
• Perforare: Crearea găurilor pentru pivoți de etrier sau senzori.
• Formarea: Realizarea unor elemente precum cleme de reazem sau modele de fixare.

Pentru producătorii care caută un echilibru între productivitate mare și precizie inginerească, parteneri precum Shaoyi Metal Technology utilizează prese până la 600 de tone pentru a livra componente certificate conform IATF 16949. Capacitățile lor acoperă intervalul de la prototipare rapidă (doar 50 de piese) până la producția de masă, asigurându-se că chiar și geometriile complexe respectă standardele globale ale producătorilor OEM.

3. Operațiuni secundare și finisare

După ce placa părăsește presa, aceasta este supusă unor procesări secundare pentru a asigura pregătirea suprafeței. Acestea includ adesea aruncare cu focul strunjire pentru a aspra suprafața în vederea lipirii (dacă nu se utilizează fixarea mecanică) debavurare prin tumbler pentru eliminarea muchiilor ascuțite care ar putea tăia garniturile sau provoca răni în timpul asamblării. În final, plăcile sunt spălate și adesea tratate cu acoperiri anticorozive, cum ar fi placarea cu zinc sau oxidul negru.

Debitare fină vs. Stantare convențională

Pentru ingineri și manageri de aprovizionare, alegerea dintre debitarea fină și stantarea convențională reprezintă cea mai importantă decizie tehnică din lanțul de aprovizionare. Deși ambele procese taie metalul, mecanismele – și rezultatele – sunt fundamental diferite.

Stantare convențională

În cazul decupării convenționale, un poanson lovește metalul, forfecându-l pe o adâncime de aproximativ o treime din grosimea sa, înainte ca materialul să se rupă sau să „crape” restul drumului. Acest lucru lasă o margine caracteristică aspră, cu o zonă de „rupere la matriță” care este adesea tăiată în pantă. Deși este eficientă și rentabilă pentru aplicațiile standard, decuparea convențională necesită de obicei o rectificare sau o nivelare suplimentară dacă este necesară o margine perfect netedă pentru o potrivire precisă între discuri.

Decupare fină

Decuparea fină este un proces de extrudare la rece care utilizează o presă cu acțiune triplă. Acesta aplică trei forțe distincte: o forță descendentă a poansonului, o contrapresiune din partea de jos și o forță de împingere tip „inel V” care fixează materialul ferm înainte de tăiere. Acest lucru previne curgerea materialului departe de poanson, rezultând o margine forjată complet (100%), netedă, verticală și fără fisuri.

Sisteme mecanice de fixare (NRS) vs. lipire cu adeziv

Una dintre cele mai importante funcții ale plăcii de susținere este fixarea sigură a materialului de frecare (blocul sabotului de frână). În trecut, acest lucru se realiza folosind adezivi, dar ingineria modernă preferă Sisteme Mecanice de Fixare (MRS) , deseori denumite și după numele comercial NRS (Nucap Retention System).

Eșecul Adezivilor

Saboturile tradiționale de frână se bazează pe un adeziv întărit termic pentru lipirea materialului de frecare de placa din oțel. Deși eficient inițial, acestui strat de adeziune îi sunt specifice două moduri majore de defectare:

1. Forfecare termică: Temperaturile extreme generate în timpul frânării pot degrada legăturile chimice ale adezivului, determinând desprinderea sabotului sub sarcini mari.
2. Rupere prin rugină: În medii corozive, rugina se formează pe placa de oțel și pătrunde sub în adeziv. Pe măsură ce rugina se extinde (ocupând un volum mai mare decât oțelul), ridică fizic materialul de frecare de pe placă, ceea ce duce la delaminare și la defectarea completă.

Soluția Mecanică

Fixarea mecanică implică amprentarea a sute de cârlige mici din oțel, bi-direcționale, direct pe fața plăcii suport. În timpul procesului de modelare, materialul de frecare se scurge în jurul și sub aceste cârlige, întărizându-se într-un compozit solid și încuietat. Acest lucru creează o legătură fizică care nu poate fi ruptă de căldură sau substanțe chimice.

Atunci când este combinat cu oțel Galvanizat , fixarea mecanică elimină complet efectul de ridicare datorat ruginii. Deoarece nu există un strat adeziv care să cedeze, legătura rămâne sigură până la ultimul milimetru de material de frecare, extinzând semnificativ durata sigură de funcționare a pastilei de frână.

Specificații ale Materialului și Standarde de Calitate

Integritatea unei plăci suport pentru frână depinde în totalitate de calitatea materialului brut. Producătorii utilizează în mod tipic anumite calități de oțel laminat la cald, cum ar fi SAPH440 sau Q235 , care oferă rezistența la tracțiune și ductilitatea necesare.

Prevenirea Defectelor Critice

Controlul calității în ștanțare se concentrează asupra identificării și eliminării defectelor microscopice care ar putea duce la defecțiuni în exploatare:

• Die Roll: Adâncitura de pe suprafața superioară a marginii ștanțate. Un die roll excesiv poate reduce suprafața efectivă de contact pentru garnitura de frână, ducând la probleme de zgomot.
• Bavuri: Proiecții ascuțite pe marginea tăiată. Bavurile care depășesc 0,2 mm pot interfera cu elementele anti-zgomot ale etrierului, împiedicând retragerea corectă a sabotului și provocând frânare parazitară.
• Zone de rupere: În cazul ștanțării clasice, fisurile adânci pot propaga crăpături sub stresul ciclic al frânării.

Pentru a asigura fiabilitatea, producătorii de top supun plăcile unor teste riguroase, inclusiv teste de pulverizare cu soluție salină (pentru a verifica rezistența la coroziune a acoperirilor) și teste de forfecare (pentru a măsura forța necesară pentru desprinderea materialului de frânare de placă). Cerințele standard privind rezistența la forfecare depășesc adesea 4-5 MPa pentru a asigura siguranța în condiții de oprire de urgență.

Precizie inginerească pentru siguranță

Producerea plăcilor suport pentru frâne este mult mai complexă decât o simplă perforare a metalului; este o disciplină care implică microni și metalurgie. Fie că se utilizează viteza rentabilă a tanțării clasice, fie precizia chirurgicală a tanțării fine, scopul rămâne același: oferirea unei fundații rigide și nedeformabile pentru sistemul de frânare al vehiculului. Pe măsură ce autovehiculele devin mai grele (în cazul EV) și mai silențioase, cerințele privind plăcile suport, cu toleranțe mai strânse, planitate superioară și sisteme mecanice de reținere extrem de sigure, vor crește continuu. Pentru cumpărători și ingineri, înțelegerea acestor tehnologii de bază este primul pas pentru garantarea siguranței și performanței pe drum.

Întrebări frecvente

1. Ce se întâmplă dacă o placă suport ruginește complet?

Dacă o placă de susținere se corodează semnificativ, poate duce la fenomenul numit "ridicare prin rugină", la care stratul de rugină se extinde și forțează materialul de frecare să se desprindă (delamineze) de placa din oțel. Acest lucru provoacă zgomote severe, vibrații și potențial o pierdere completă a puterii de frânare dacă sabotul de fricțiune se desprinde. Plăcile zincate cu sisteme mecanice de fixare sunt concepute special pentru a preveni acest tip de defect.

2. De ce este preferată debitarea fină pentru piesele OEM de frână?

Debitarea fină este preferată de producătorii de echipamente originale (OEM) deoarece produce piese cu o planitate superioară și muchii complet netede, tăiate prin forfecare, fără necesitatea unor operații suplimentare de prelucrare. Acest lucru asigură o potrivire precisă în cadrul etrierului de frână, minimizând vibrațiile și zgomotul (NVH), aspect esențial pentru standardele de calitate ale vehiculelor noi.

3. Pot fi utilizate cârligele mecanice de fixare cu orice material de frecare?

Da, cârligele de fixare mecanică sunt compatibile cu majoritatea compozițiilor de frecare, inclusiv cele semimetalice, ceramice și organice. Materialul de frecare este turnat direct peste cârlige în timpul etapei de presare și vulcanizare, creând o blocare fizică permanentă, indiferent de compoziția chimică a garniturii.