La solution : le rechargement par dépôt laser grande vitesse
Trois procédés de rechargement ont rapidement été mis de côté : le rechargement électrochimique, trop salissant. Le rechargement thermique, trop lent. La projection par gaz froid, trop onéreuse. M. Lott a opté pour la variante grande vitesse du rechargement par dépôt laser ou Highspeed Laser Metal Deposition (HS-LMD), en raison du processus propre et du temps d'usinage court. Dans ce cadre, les buses soufflent une poudre métallique sur la couche supérieure et un faisceau laser la fait fondre, ce qui génère un rechargement. Concrètement, un disque de frein en fonte de véhicule particulier tourne sous une optique laser et sept buses d'alimentation en poudre. La cellule de rechargement par dépôt laser grande vitesse, aussi appelée NaCoat, applique deux couches. Tout d'abord, une couche adhésive en acier inoxydable de 0,1 mm d'épaisseur. Par-dessus, une couche fonctionnelle de 0,2 mm d'épaisseur piquée de particules ultra-résistantes en carbure. « La fonte est néanmoins un support ingrat pour les couches. » Elles ont du mal à adhérer et nécessitent donc beaucoup de poudre. « La poudre représente cependant au final 60 à 70 % des coûts de fabrication dans le processus de fabrication des disques de frein. Notre machine doit donc atteindre un rendement de poudre élevé, c'est-à-dire : consommer la plus grande quantité possible de poudre acheminée. »
Mise en œuvre : formage du faisceau pour une plus grande efficacité de la poudre
Claus-Ulrich Lott explique : « Nous avons étroitement coopéré avec le développement de TRUMPF. Ils appliquent une double astuce pour le formage de faisceau, afin de maximiser le rendement de la poudre. » La technique de formage de faisceau BrightLine Weld répartit la puissance laser entre une zone centrale et une zone en anneau réglables indépendamment l'une de l'autre. Un peu comme une pomme de douche avec un jet central et un jet en anneau. L'apport d'énergie et de chaleur peuvent ainsi être réglés de manière optimale. Cela implique, d'une part, que les disques de frein se déforment à peine. D'autre part, le rechargement est beaucoup plus fin et requiert donc moins de poudre. La deuxième étape décisive pour la consommation de poudre est la technologie bifocale de TRUMPF : une partie du faisceau laser chauffe légèrement la pièce moulée en fonte, peu de temps avant que la poudre ne tombe dessus. De cette façon, la poudre adhère immédiatement sans problème, au lieu de rebondir et de devenir un rebut. Au cours du processus de rechargement, la machine utilise jusqu'à 94 % de la poudre. Nagel dispose ainsi désormais d'une méthode de production économique pour des disques de frein quasi sans abrasion et conformes à la norme Euro 7.
