Bugatti發表世界首創、一般乘用車最大尺寸鈦合金3D列印卡鉗

鈦合金3D列印煞車卡鉗？尺碼超大、僅2.9公斤！這聽起來真的很狂！Bugatti真的搞出來了，並且將會用在陸續打造的新山豬Chiron身上。

去年Bugatti才釋出Chiron 0-400km/h-0締造41.96秒世界最速紀錄，不到一個月就被Koenigsegg Agera RS以36.44秒打臉，這口氣叫Bugatti怎麼嚥下去，於是乎Chiron除了坐擁超過1500匹馬力已達量產跑車極致，進一步輕量化來提升性能看能不能討回面子也是Bugatti的一大課題。一月底原廠公佈他們已經開發出鈦合金3D列印卡鉗，這不僅是世界首度用這種工序來製造卡鉗，這顆卡鉗單體也是一般道路乘用車最大尺碼，強度極高，2.9公斤重量僅有相同尺寸鋁合金鍛造卡鉗的60%。所謂「簧下1公斤，簧上10公斤」，大幅減重的卡鉗不僅能降低車重，煞車系統所減低的簧下重量對操控表現也將會有明顯助益。

原廠資料說明這顆鈦合金3D列印卡鉗是Bugatti找來Laser Zentrum Nord技術合作，LZN是位於德國漢堡專門研究雷射技術與技術轉移的公司，針對Chiron量身打造，技術有點複雜，我盡量簡單說。

各位應該知道3D列印是近幾年很流行的生產技術，將材料層層堆疊成型，但金屬列印則有些不同，將金屬粉末原料以高功率雷射燒結一層一層地熔化成型，近期曾提到例如BMW新i8敞篷版的鋁合金敞篷支撐連桿與機構也是3D列印，Bugatti的鈦合金3D列印卡鉗則是以強度極高的航太等級「Ti-6AI-4V」鈦合金作為原料（粉末），成份比重90%鈦、6%鋁、4%釩所組成，這種鈦合金俗稱「64鈦」，強度高且物理性質優異，在鈦合金工業用途中佔了50%以上，將鈦原料以四具400W大功率雷射光3D列印機加工（熔燒）成型，只有Laser Zentrum Nord這家公司擁有這項設備，這也是目前世上最大的鈦合金3D列印機，加工方式可參考以下原廠影片：

這是鈦合金3D列印的煞車卡鉗成品，刊頭則是裝上螺栓、活塞與來令片的成品，長410mm/寬210mm/高136mm，重量才2.9公斤，同尺寸鋁合金單體鍛造卡鉗則有4.9公斤，鈦合金卡鉗重量僅是鍛造卡鉗的60%。你可以看到很多鏤空偷輕的痕跡，表面還有雷射列印熔燒金屬的粗糙面，這當然還需經過表面拋光加工、雷射切削修飾以及反覆熱處理強化材質，這顆3D印刷的零件抗拉伸強度為1250牛頓/mm平方，這意味著它每平方毫米可承受超過125公斤壓力而不會破壞，相較於目前Chiron所使用的4.9公斤對向8活塞鍛造卡鉗不僅強度更高，並且降低40%重量，這可是材料技術的一大突破。

每顆卡鉗3D列印時間大約45個小時，四具雷射光會逐層將鈦粉熔化成型，總共需2213層才能形成完整的卡鉗形狀，列印完成取出後，剩餘未熔化的鈦粉還可取出清洗保存，下次繼續使用。接下來卡鉗還要進加熱爐進行熱處理，放進攝氏700度的爐內、再降至攝氏100度，以消除卡鉗材質內的殘餘應力並確保尺寸不會熱漲冷縮。最後則是進行表面加工、拋光、活塞接觸面與螺紋精密車削，這些都要在CNC五軸銑床工具機上加工，搞定這一切還要再花11個小時。這類重大安全零組件還最後還需要做X-Ray跟探傷檢查，以確保零件內部強度完全無瑕疵才能裝上Chiron，1500匹馬力可不是開玩笑。

Bugatti表示近期就會開始測試鈦合金3D列印卡鉗實際使用在Chiron上的成果，工程部門也正在想辦法縮短生產與加工時間，目前3D列印技術Bugatti可說是領頭羊，畢竟背後母集團福斯有的是錢，而3D列印零組件的技術也不光只是用來生產這顆當今最大的鈦合金3D列印卡鉗，還包括鋁合金，原廠也舉例陸續在開發例如3D列印Chiron所使用63公分長的鋁製擋風玻璃雨刷蓋板只有0.4公斤，是傳統壓鑄鋁板的一半重量，並且不會降低剛性，3D列印金屬零件確實相當有潛力。