EuroBrake 2024: le tecnologie sostenibili di Prima Additive per il coating dei dischi freno in mostra a Mainz

Perché un’azienda che produce sistemi per l’additive manufacturing si presenta ad una fiera dedicata ai freni?

Il motivo è semplice, e parte da un regolamento europeo che entrerà in vigore nei prossimi anni. Con l’avvento della normativa anti-inquinamento Euro 7, infatti, i sistemi frenanti dei veicoli che verranno immatricolati nell’Unione Europea dovranno essere più “green”. Questo perché all’incirca il 20% dell’inquinamento prodotto dai veicoli a combustione deriva dai freni, che con la loro usura ad ogni frenata rilasciano nell’atmosfera particelle inquinanti sotto forma di PM10. La normativa Euro7 propone un approccio olistico, che punta a ridurre l’inquinamento dei veicoli provando ad ottimizzare ogni parte del veicolo, tra cui appunto i freni. La soluzione per realizzare freni meno inquinanti è quindi quella di rendere i dischi più resistenti, rivestendo il tradizionale disco freno in ghisa con due strati di metallo più resistente. In questo modo si stima che sia possibile ridurre le emissioni di PM10 derivanti dal sistema frenante di circa il 90%.

Prima Additive, grazie alla sua esperienza nei sistemi laser per l’additive manufacturing, ha messo a punto il processo di Rapid Coating, che in pochi secondi consente di rivestire le due facce di un disco freno con due strati compresi tra i 100 e i 350 micron, il primo di acciaio e il secondo composto da un mix tra acciaio e carburi di titanio o di tungsteno.

Il Rapid Coating (RC) è una tecnologia di laser cladding ad alta velocità fortemente derivata dalla DED tradizionale, utilizzata per ricoprire rapidamente un componente in metallo con un sottile layer di polvere metallica. L'idea innovativa, che consente di realizzare questo processo in tempi molto brevi, è quella di accorciare il tempo impiegato per fondere completamente il substrato, lasciandolo fondere solo parzialmente e fondendo la maggior parte della polvere in volo durante la transizione attraverso il fascio laser. Ciò è possibile defocalizzando lo spot della polvere rispetto al substrato.

Il contributo di Prima Additive non si limita allo sviluppo della tecnologia: infatti, l’azienda torinese ha sviluppato una soluzione completamente automatizzata, basata sulla sua cella robotizzata IANUS, in grado di produrre 24/7 grazie a un sistema di carico/scarico abbinato a un sistema di gestione delle polveri centralizzato e altamente efficiente, che consente di alimentare tutte le macchine di uno stabilimento con un solo impianto e, soprattutto, di recuperare le polveri per poterle reimmettere nel processo e riutilizzarle.

Inoltre, Prima Additive è in grado di fornire, e ha già fornito, ad aziende del mondo automotive linee complete in grado di partire dal disco freno grezzo in ghisa, eseguire le fasi di coating, di rettifica, di monitoraggio del processo e tutte le altre operazioni necessarie, per arrivare alla fine di una linea di produzione interamente automatizzata con il disco freno finito, rivestito, rettificato e pronto per essere utilizzato.

Lo sviluppo di questa tecnologia è un’ulteriore testimonianza della sostenibilità dell’additive manufacturing, che sa essere una tecnologia green non soltanto per i benefici che vengono solitamente citati, ma anche in quanto abilitante di applicazioni sostenibili.

Questo tipo di applicazione, inoltre, sarà una delle prime a vedere una tecnologia derivata dalla Direct Energy Deposition (anche nota come Laser Metal Deposition) impiegata su larghissima scala, dato che ogni veicolo in circolazione dopo l’entrata in vigore della normativa Euro 7 dovrà avere i dischi freno rivestiti con questa tecnologia. Questo, siamo sicuri, porterà ad un’importante crescita delle tecnologie additive, favorita dalle economie di scala che si genereranno nei prossimi anni.

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