航天與汽車 碳陶刹车盘(CCB)：平面磨削加工

🕜 材料去除率 - 提升3.3倍 | ⚙️ 刀具寿命 - 延长3倍
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碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：加工痛点



碳陶刹车盘（CCB，Carbon Ceramic Brake Disc）所使用的陶瓷基复合材料（CMCs，Ceramic Matrix Composites），属于一种高性能的先进复合材料。这种材料结合了碳纤维的韧性与碳化硅陶瓷的高温耐受性，可承受超过1000°C的高温；质量轻，可减轻簧下质量，提高操控稳定性；使用寿命比普通铸铁刹车盘更耐用，且几乎不会出现刹车衰退现象。

尽管性能出色，碳陶刹车盘的制造过程极其复杂，特别是在磨削加工阶段，是整个工艺流程中最具挑战性的环节。其中，碳纤维陶瓷复合材料本身具有高硬度与脆性，极易导致刀具严重磨损；而碳纤维与陶瓷交织构成的异质结构，也会在加工过程中产生不稳定的切削阻力，使得产品质量难以控制；加工周期长，一片刹车盘的加工时间可能需要数天甚至一周才能完成。

 
 

☑️ 碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：加工信息

 
    碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：加工信息
  材料   碳陶刹车盘（碳-碳化硅）
  特征   平面磨削
  加工参数   S 5,952rpm _ F 1,200mm/min _ Ae 20mm _ Ap 0.020mm _ 超声波功率 100%      
  超声波刀柄   　     HBT40-W01 超声砂轮刀柄
  刀具选用   #80 D120mm 电镀金刚石砂轮        



【全新产品：HBT40 超声波砂轮刀柄】碳陶刹车盘（CCB）- 平面磨削加工




----  半导体产业加工升级的秘密武器  ----

🔹 适用于半导体先进材料的『粗、中加工』磨削制程
🔹 提升2至3倍的整体加工效率
🔹 提升3倍以上的材料去除率
🔹 大幅减少生产成本和能源消耗



产品规格
型号   HBT40-W01-2010               
工作频率              20 ~ 32 kHz   
最高转速   24,000 rpm
锁固形式   螺纹锁固
中心出水   70 bar




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【汉鼎超声波】碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：测试目标


针对碳陶刹车盘（CCB）的超声波辅助平面磨削加工，目标是在CNC机床上使用汉鼎自主研发的HBT-40超声波砂轮刀柄（搭配D80mm电镀金刚石砂轮），完成平面磨削加工，并在保证工件品质的前提下，提高材料去除率，延长刀具寿命。




 

【汉鼎超声波】碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：加工结果

 

碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：材料去除率（MRR)

使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块，辅助碳陶刹车盘平面磨削加工，相较原始加工参数，可获得更高的进给速度空间
(图1. 使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块，辅助碳陶刹车盘平面磨削加工，相较原始加工参数，可获得更高的进给速度空间)


使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块，辅助碳陶刹车盘平面磨削加工，相较原始工艺，材料去除率可提升3.3倍
(图2. 使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块，辅助碳陶刹车盘平面磨削加工，相较原始工艺，材料去除率可提升3.3倍)

 
  • 通过汉鼎超声波模块辅助优化碳陶刹车盘的平面磨削工艺，超声波为砂轮提供高频微振动，使其在加工过程中间歇性撞击工件，为砂轮提供冷却与排屑空间，有效降低磨削阻力。
  • 磨削阻力降低后，进给速度与单次切削深度均可提升，实现整体材料去除率提升3.3倍。



 

碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：刀具寿命

使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块，辅助碳陶刹车盘平面磨削加工，相较原始工艺，刀具寿命可延长3倍
(图3. 使用汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄模块，辅助碳陶刹车盘平面磨削加工，相较原始工艺，刀具寿命可延长3倍)

 
  • 超声波为砂轮提供高频微振动，通过间歇性撞击工件，使砂轮拥有冷却与排屑空间，有效降低磨削阻力。
  • 磨削阻力的降低，加上砂轮的高效冷却与更良好的排屑性能，有助于延长砂轮的使用寿命。此次加工中，刀具寿命实际延长3倍。




 

【汉鼎超声波】碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：超声波加工优势


（配备汉鼎HBT-40超声波砂轮刀柄）

🕜 材料去除率 - 提升3.3倍
⚙️ 刀具寿命 - 延长3倍



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碳陶刹车盘（CCB）平面磨削加工：行业应用

 

陶瓷基复合材料（CMCs，Ceramic Matrix Composites）的磨削特性被广泛应用于汽车、赛车、电动车、航空航天等行业，特别是在碳陶刹车盘、发动机缸体、活塞部件等高性能零部件的加工上。



碳陶刹车盘（CCB，Carbon Ceramic Brake Disc）所使用的陶瓷基复合材料（CMCs）是一种高性能先进复合材料，最初应用于航天领域，1980年代进入F1等赛车运动，随后推广到Ferrari、Porsche等高性能民用跑车，如今已广泛应用于高性能汽车、电动车及航空航天领域。

这种材料将碳纤维的韧性与碳化硅陶瓷的高温耐受性相结合，不仅能承受超过1000°C的高温，同时具备轻量化优势，有效减轻簧下质量，提高车辆操控性能。与普通铸铁刹车盘相比，其使用寿命更长，刹车性能更稳定，几乎没有刹车衰退问题。

从航天科技延伸至民用车辆，CMC材料的广泛应用代表了高端制造工艺的技术结晶，也说明了为何碳陶刹车盘价格高昂，却受到高性能车厂与赛车产业的高度青睐。其价值不仅体现在卓越的性能，更反映在其背后高度复杂与耗时的制造工艺中。


汉鼎智慧科技推出的超声波辅助加工模组，为新材料加工提供了创新解决方案！搭配全新产品——超声波砂轮刀柄，能够有效提升加工效率与材料去除率，节省整体加工时间，同时确保工件质量稳定，延长刀具寿命，帮助客户大幅降低综合生产成本。不仅能满足客户的标准需求，更能为客户创造多重价值！



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