現(xiàn)代人出行的交通工具已經(jīng)有好多種了，其中我們中國(guó)的動(dòng)車高鐵在世界上已經(jīng)成為了一張閃亮的“銘牌”，我國(guó)有著全球運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)的高鐵路線，建立了一張覆蓋了幾乎中國(guó)東部城市和一些西部城市的鐵路網(wǎng)。最高時(shí)速能達(dá)到350km/h開(kāi)起來(lái)容易，想要停下來(lái)就有難度了。其中主要的難點(diǎn)在于高鐵累成在制動(dòng)的瞬間，60多噸重的每節(jié)列車車廂都會(huì)產(chǎn)生巨大的慣性，其產(chǎn)生的巨大動(dòng)能會(huì)因?yàn)槟Σ翆?dǎo)致發(fā)熱，制動(dòng)閘片（俗稱剎車片）不僅要承受800℃、900℃的高溫還要保證其性能不降低，哪怕是在雨雪沙塵等惡劣環(huán)境下也能做到正常工作而不會(huì)傷害到制動(dòng)盤(pán)。

在此之前，國(guó)際上只有德國(guó)、法國(guó)和日本等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能夠生產(chǎn)高速列車制動(dòng)閘片，其中德國(guó)就曾壟斷全球80%以上高鐵剎車片的市場(chǎng)。近幾年，國(guó)內(nèi)高鐵剎車片的研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)逐步獲得突破，打破了國(guó)際壟斷的局面，其中包括天宜上佳、貴州新安航空機(jī)械、博深工具、北京瑞斯福等。隨著金屬3D打印技術(shù)與應(yīng)用面的深度結(jié)合，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了將金屬3D打印技術(shù)應(yīng)用于制動(dòng)閘片的探索。

制動(dòng)閘片是高速列車組制動(dòng)裝置中的關(guān)鍵材料，利用閘片材料與配對(duì)制動(dòng)盤(pán)材料的摩擦力使高速列車組的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能或其他形式的能量，散發(fā)到空氣中。閘片根據(jù)材料的不同可分為合成閘片、復(fù)合材料閘片以及粉末冶金閘片等。早期高速列車使用的合成閘片由于其機(jī)械強(qiáng)度較低、沖擊韌性較差，磨損量較大，閘片在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)微裂紋，而且這種閘片材料對(duì)水比較敏感，列車在雨季和潮濕地區(qū)運(yùn)行時(shí)，會(huì)因?yàn)殚l片潮濕導(dǎo)致材料摩擦力減小，使其制動(dòng)性能降低。

復(fù)合材料閘片一般采用碳/碳復(fù)合材料，這種復(fù)合材料材是以碳為基體的碳纖維增強(qiáng)的新型結(jié)構(gòu)材料，其增強(qiáng)組分一般為短切碳纖維。這種復(fù)合材料目前大部分只應(yīng)用于航空航天等重要領(lǐng)域?，F(xiàn)有高速列車用閘片材料還是粉末冶金閘片為主。

粉末冶金閘片的制備工藝采用傳統(tǒng)的粉末冶金方法，將原料粉末混合均勻后壓制成型，然后將壓坯固定在鋼背上一起隨爐燒結(jié)，最終得到耐磨層與鋼背結(jié)合的閘片整體，將閘片整體與燕尾板焊接為一體安裝到支架上，即可與制動(dòng)盤(pán)組成剎車副?，F(xiàn)有技術(shù)采用粉末冶金方法制備閘片在燒結(jié)過(guò)程中，由于閘片內(nèi)各組分的收縮系數(shù)不同，容易產(chǎn)生孔隙、夾粗等缺陷，導(dǎo)致閘片的致密度較低，從而影響其最終的力學(xué)性能和摩擦性能。

而且，由于是將閘片壓坯和鋼背一同燒結(jié)，燒結(jié)過(guò)程中閘片壓坯本身的收縮與鋼背的收縮不一致，使兩者的結(jié)合強(qiáng)度較低，在使用過(guò)程中容易造成閘片脫落的情況。另外，燒結(jié)過(guò)程中高溫會(huì)使鋼背內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的變化，影響鋼背的機(jī)械性能，進(jìn)而影響整個(gè)制動(dòng)閘片以及剎車副的制動(dòng)效果。

?

通過(guò)電子束選區(qū)熔化或激光選區(qū)熔化3D打印技術(shù)，西迪技術(shù)股份有限公司將耐磨層直接打印在鋼背表面，3D打印過(guò)程中采用的高能電子束能夠使閘片材料中各組分充分反應(yīng)、高度致密化，使得到的閘片具有較好的力學(xué)性能和摩擦性能。