航太與汽車 碳纖陶瓷煞車碟盤 (CCB) : 平面磨削加工

🕜 材料移除率 - 提升3.3倍 | ⚙️ 刀具壽命 - 延長3倍
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碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：加工痛點



碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB，Carbon Ceramic Brake Disc）所使用的陶瓷基複合材料（CMCs，Ceramic Matrix Composites），屬於一種高性能的先進複合材料，這種材料結合了碳纖維的韌性與碳化矽陶瓷的耐高溫特性，可承受超過1000°C以上的高溫；質量輕盈，可減輕簧下重量，提高操控穩定性；使用壽命比一般鑄鐵煞車盤更耐用，且幾乎無煞車衰退。

儘管性能優異，碳纖維陶瓷煞車盤的製造過程極其繁瑣，尤其在研磨加工階段，是整個製程中最具挑戰性的環節。其中，碳纖維陶瓷複合材料本身就具備高硬脆性，容易造成嚴重刀具磨耗；碳纖維與陶瓷交織構成的異質結構，導致加工時的切削阻力不穩定，產品品質難以掌握；加工時間長，一顆碟盤可能需耗時數天甚至一週才能完成。

 
 

☑️ 碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：加工資訊

 
    碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：加工資訊
  材料   碳纖維陶瓷複合材料（Carbon-SiC）
  特徵   平面磨削
  加工參數   S 5,952rpm _ F 1,200mm/min _ Ae 20mm_Ap 0.020mm_超音波功率 100%      
  超音波刀把   　     HBT40-W01 砂輪刀把
  選用刀具   #80 D120mm 電著鑽石砂輪        



【全新產品－HBT40 超音波砂輪刀把】碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工



----  踏入半導體產業供應鏈的秘密武器  ----

🔹 適用於半導體先進材料之『粗磨』磨削製程
🔹 提升2至3倍整體加工效率
🔹 提升3倍以上材料移除率
🔹 大幅減少生產成本、能源消耗



產品規格
型 號   HBT40-W01-2010               
工作頻率              20 ~ 32 kHz   
最高轉速   24,000 rpm
鎖固形式   螺紋鎖固
中心出水   70 bar



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【漢鼎超音波】碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：測試目標 


針對碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）的超音波輔助平面磨削加工，目標為在CNC機台上，使用漢鼎開發之超音波砂輪刀把（使用D80-電著鑽石砂輪），完成平面磨削加工，並在維持工件品質的前提下，提升材料移除率、延長刀具壽命。




 

【漢鼎超音波】碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：加工結果

 

碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：材料移除率

使用漢鼎HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳纖陶瓷煞車碟盤/碳陶盤CCB平面磨削加工, 相較原製程參數, 可獲得進給率提升的空間
(圖1. 使用漢鼎HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳纖陶瓷煞車碟盤/碳陶盤CCB平面磨削加工, 相較原製程參數, 可獲得進給率提升的空間)


使用漢鼎HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳纖陶瓷煞車碟盤/碳陶盤CCB平面磨削加工, 相較原製程, 材料移除率可提升3.3倍
(圖2. 使用漢鼎HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳纖陶瓷煞車碟盤/碳陶盤CCB平面磨削加工, 相較原製程, 材料移除率可提升3.3倍)

 
  • 使用漢鼎超音波模組輔助優化碳纖陶瓷煞車碟盤／碳陶盤CCB平面磨削加工製程，超音波提供砂輪高頻率的微振動，使其在加工時，間接性撞擊工件，提供砂輪冷卻及排屑的空間，幫助降低磨削阻力。
  • 磨削阻力的降低，使加工的進給率與單次切深量能有進一步的提升，達到整體材料移除率提升3.3倍。



 

碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：刀具壽命

使用漢鼎HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳纖陶瓷煞車碟盤/碳陶盤CCB平面磨削加工, 相較原製程, 刀具壽命延長3倍
(圖3. 使用漢鼎HBT-40超音波砂輪刀把模組, 輔助碳纖陶瓷煞車碟盤/碳陶盤CCB平面磨削加工, 相較原製程, 刀具壽命延長3倍)

 
  • 超音波提供砂輪的高頻率微振動，間接性撞擊工件後，使砂輪獲得冷卻及排屑空間，幫助降低磨削阻力。
  • 磨削阻力的降低，以及砂輪的有效冷卻與更良好的排屑，都有助於砂輪使用壽命的延長，本次加工中，刀具壽命有效延長3倍。




 

【漢鼎超音波】碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：超音波效益


（搭配漢鼎HBT40 超音波砂輪刀把）

🕜 材料移除率 - 提升3.3倍
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碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB）平面磨削加工：產業應用

 

陶瓷基複合材料（CMCs，Ceramic Matrix Composites）磨削特徵應用在汽車／賽車、電動車、航太產業，用作碳纖維陶瓷煞車碟盤（CCB，Carbon Ceramic Brake Disc）、引擎缸體／活塞部件等。



碳纖陶瓷煞車碟盤（CCB，Carbon Ceramic Brake Disc）所使用的陶瓷基複合材料（CMCs，Ceramic Matrix Composites），屬於一種高性能的先進複合材料，最初應用於航太領域，隨後於1980年代進入F1等賽車運動場域，最後擴展至Ferrari、Porsche等高性能民用超跑，現廣泛應用於高性能汽車、電動車與航太領域。

這種材料結合了碳纖維的韌性與碳化矽陶瓷的耐高溫特性，可承受超過1000°C以上的高溫；質量輕盈，可減輕簧下重量，提高操控穩定性；使用壽命比一般鑄鐵煞車盤更耐用，且幾乎無煞車衰退。

從航太技術延伸至民用汽車，這類CMC材料的應用象徵著高端製造技術的結晶，也解釋了為何這類產品價格昂貴、但深受高性能車廠與賽車產業的青睞。碳纖維陶瓷煞車碟盤的價值，不只在於其卓越的煞車性能，更體現在背後極高難度與耗時的製造工藝。

然而，儘管性能優異，碳纖維陶瓷煞車盤的製造過程極其繁瑣，尤其在研磨加工階段，是整個製程中最具挑戰性的環節。其中，碳纖維陶瓷複合材料本身就具備高硬脆性，容易造成嚴重刀具磨耗；碳纖維與陶瓷交織構成的異質結構，導致加工時的切削阻力不穩定，產品品質難以掌握；加工時間長，一顆碟盤可能需耗時數天甚至一週才能完成。


漢鼎智慧科技的超音波加工模組為新材料的加工帶來全新的解決方案！漢鼎的超音波輔助加工技術搭配新產品－超音波砂輪刀把，可以有效提升加工效率／材料移除率，節省整體加工時間，同時在擁有穩定的工件品質下，延長刀具壽命，為客戶降低整體生產成本。不僅符合客戶端需求之標準，更能為客戶創造出多重價值！



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