Dentro del Proceso de Fabricación de StopFlex
Del preformado de fibra al rotor C/SiC validado
Los discos de freno de carbono-cerámica no son hierro recubierto. Son compuestos de matriz cerámica construidos sobre una arquitectura de refuerzo de fibra de carbono 3D, luego densificados mediante infiltración de silicio líquido para formar una estructura C/SiC. A continuación se muestra el proceso en seis pasos, desde el preformado hasta la validación.
- Arquitectura de fibra largaRefuerzo 3D para tenacidad
- Densificación LSISilicio fundido a matriz de SiC
- Rendimiento validadoPruebas de dinamómetro de alta energía
Definiciones rápidas
C/SiC (carburo de silicio reforzado con fibra de carbono)
Un compuesto de matriz cerámica donde el carburo de silicio forma la matriz y las fibras de carbono proporcionan el refuerzo.
LSI (Infiltración de Silicio Líquido)
Un método de densificación donde el silicio fundido infiltra un preformado de carbono poroso y reacciona para formar SiC in-situ.
De un vistazo
| Escalón | Qué sucede | Por qué es importante en el automóvil |
|---|---|---|
| 1 | Las fibras de carbono continuas forman una arquitectura de refuerzo estable. | Mejora la resistencia a la fisuración y la integridad estructural bajo ciclos repetidos de calor. |
| 2 | Las fibras se integran en un preformado con química de aglutinante y relleno. | Controla la porosidad y sienta las bases para la posterior formación de SiC. |
| 3 | El preformado se consolida y se mecaniza por CNC cerca de la geometría final. | El conformado casi final mejora el balance y reduce la variabilidad del mecanizado posterior. |
| 4 | El silicio fundido infiltra y reacciona, formando un compuesto C/SiC denso. | Proporciona estabilidad térmica y fricción constante a temperaturas elevadas. |
| 5 | Mecanizado final: ventilaciones, caras y operaciones de acabado. | Controla la vibración, el descentramiento, el flujo de aire y la calidad del contacto con la pastilla. |
| 6 | Inspección más ciclos en dinamómetro para conceptualizar la estabilidad de fricción y la resistencia al calor. | Confianza en que el rotor funciona en paradas reales de alta energía. |
1 Tejido de fibra de carbono
Arquitectura de fibra de carbono
Comenzamos con fibra de carbono continua de alta resistencia (fibra larga) y construimos una arquitectura de refuerzo diseñada para soportar cargas en múltiples direcciones. Comparadas con mezclas de fibras cortas y picadas, las fibras continuas son más efectivas para puentear grietas y resistir daños por impacto.
2 Resina y refuerzo
Construcción del preformado y sistema de aglutinantes
La arquitectura de fibras se combina con un sistema de aglutinantes y rellenos seleccionados para formar un preformado poroso controlado. Esta etapa trata de la repetibilidad: colocación consistente de las fibras, química y porosidad, porque la porosidad afecta directamente cómo el silicio infiltra la estructura más adelante.
3 Consolidación
Consolidación y conformado casi final
El preformado se consolida (cura y estabiliza térmicamente según sea necesario) y se mecaniza por CNC cerca de la geometría final. El conformado casi final mejora el control del balance y reduce el mecanizado pesado después de que el compuesto está completamente densificado.
4 Fusión de silicio
Infiltración de silicio líquido (LSI)
Este es el paso de conversión: bajo vacío o atmósfera controlada, el silicio fundido infiltra la estructura de carbono poroso por acción capilar. El silicio reacciona con el carbono para formar carburo de silicio (SiC) in-situ, creando un compuesto C/SiC denso. El procesamiento típico de LSI ocurre a temperaturas muy altas, comúnmente en el rango de 1.550 a 1.700 °C, dependiendo de la receta y la geometría.
5 Fresado y pulido
Mecanizado de precisión y acabado superficial
Una vez densificado, completamos las características del rotor: geometría de ventilación, caras y operaciones de acabado. El objetivo es un control estricto del descentramiento y la planitud, un contacto estable con la pastilla y un flujo de aire predecible, para que el conductor obtenga una respuesta consistente y baja vibración a alta velocidad.
6 Control de Calidad
Inspección y validación en dinamómetro
Cada lote de producción se inspecciona para verificar la precisión dimensional y el balance, y luego se valida en un dinamómetro con repetidas frenadas de alta energía. En las pruebas de uso severo, la temperatura de la superficie del disco puede alcanzar la clase de 900 °C; lo que importa es la estabilidad y repetibilidad de la fricción desde la primera hasta la última frenada.
La validación incluye repetidas desaceleraciones a alta velocidad (por ejemplo, de 200 km/h a cero) para verificar el comportamiento bajo carga térmica sostenida.
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