SiC: 제동 시스템 성능의 혁신

SiC: 제동 시스템 성능 혁신

2025-10-13

소개: 고성능 제동의 SiC

안전성, 효율성 및 성능 향상을 끊임없이 추구하는 가운데, 전 세계 산업계는 첨단 소재로 눈을 돌리고 있습니다. 그중에서도 맞춤형 탄화규소(SiC)는 특히 제동 시스템과 같은 까다로운 응용 분야에서 두각을 나타냅니다. 기존 제동 재료는 극한 조건에서 종종 어려움을 겪으며 열화, 과도한 마모 및 상당한 무게와 같은 문제에 직면합니다. 고성능 기술 세라믹인 탄화규소는 이러한 한계를 정면으로 해결하여 매력적인 대안을 제공합니다. 고유한 특성 조합으로 인해 고성능 자동차 및 항공 우주에서 중장비 산업 기계 및 철도 운송에 이르기까지 다양한 분야의 차세대 제동 시스템에 필수적인 재료가 되었습니다. SiC 부품을 맞춤화할 수 있는 능력은 엔지니어가 특정 작동 요구 사항에 맞게 제동 솔루션을 조정하여 최적의 성능, 수명 및 안전성을 보장할 수 있도록 합니다. 이 블로그 게시물에서는 SiC가 제동 시스템에 미치는 변혁적인 영향을 자세히 살펴보고 응용 분야, 장점, 설계 고려 사항, 맞춤형 SiC 요구 사항에 대한 신뢰할 수 있는 공급업체를 선택하는 데 중요한 요소를 살펴봅니다.

주요 응용 분야: 산업 전반의 SiC 제동

탄화규소의 우수한 특성으로 인해 다양한 산업 분야의 제동 부품에 이상적인 후보가 되었습니다. 이러한 채택은 특히 심각한 사용 조건에서 안정적인 제동력, 유지 보수 감소 및 향상된 작동 효율성에 대한 필요성에 의해 주도됩니다.

자동차: 고성능 스포츠카, 고급 차량 및 전기 자동차(EV)는 SiC 브레이크 디스크 및 패드로부터 상당한 이점을 얻습니다. SiC는 고온에서 일관된 마찰, 페이드 저항성 및 주철 디스크에 비해 상당한 무게 감소를 제공하여 핸들링 및 에너지 효율성을 향상시킵니다. EV의 경우 브레이크 마모 감소는 입자 배출 감소를 의미하며 환경 목표에 기여합니다.
항공우주: 항공기 제동 시스템은 착륙 중 극한의 온도를 견딜 수 있고 변함없는 신뢰성을 제공하는 재료를 요구합니다. SiC 기반 복합재(예: 탄소-SiC)는 탁월한 내열 충격성, 낮은 마모율 및 상당한 무게 절감으로 인해 상업용 및 군용 항공기의 브레이크 디스크에 사용되며, 이는 연료 효율성과 탑재량 증가로 이어집니다.
철도 운송: 고속 열차 및 대형 화물 기관차는 엄청난 운동 에너지를 관리할 수 있는 제동 시스템이 필요합니다. SiC 부품은 모든 기상 조건에서 더 긴 수명과 더 일관된 제동 성능을 제공하여 철도 운영자의 가동 중지 시간과 유지 보수 비용을 줄입니다.
산업 기계: 대형 프레스, 풍력 터빈(요 및 로터 브레이크용) 및 광산 차량과 같은 중장비 산업 장비는 종종 가혹한 환경에서 작동하며 강력한 제동 솔루션이 필요합니다. 이러한 제동 시스템의 맞춤형 SiC 마모 부품은 작동 안전성을 보장하고 부품 고장으로 인한 중단을 최소화합니다.
모터스포츠: 포뮬러 1에서 내구 레이싱에 이르기까지 전문 레이싱의 까다로운 환경은 오랫동안 첨단 소재의 시험장이었습니다. SiC 및 C/SiC 브레이크는 표준으로, 극한의 경쟁 스트레스 하에서 최고의 제동 성능, 열 분산 및 내구성을 제공합니다.
국방: 지상 및 공중 모두 군용 차량은 중요한 상황에서 안정적으로 작동하는 제동 시스템이 필요합니다. SiC의 내구성과 가혹한 조건에 대한 저항성으로 인해 이러한 까다로운 방어 응용 분야에 적합합니다.

탄화규소의 다용도성으로 맞춤형 솔루션을 통해 고급 세단이든 고속 열차이든 제동 시스템이 수명 동안 최적, 안전 및 경제적으로 작동할 수 있습니다.

제동 시스템에 맞춤형 SiC를 선택하는 이유는 무엇입니까?

맞춤형 탄화규소를 제동 시스템에 통합하기로 한 결정은 기존 재료의 단점을 직접적으로 해결하는 매력적인 일련의 이점에 의해 주도됩니다. 다양한 산업 분야의 엔지니어와 조달 관리자는 우수한 성능과 장기적인 가치를 제공하는 SiC를 점점 더 구체적으로 지정하고 있습니다.

탁월한 내열성 및 안정성: SiC는 극도로 높은 온도(종종 1400°C 초과)에서도 기계적 강도와 구조적 무결성을 유지합니다. 즉, SiC 브레이크는 과열로 인해 제동 효과가 감소하는 열 페이드에 저항하여 반복적이고 강한 제동에서도 일관된 제동력을 보장합니다.
우수한 내마모성: 탄화규소는 다이아몬드 다음으로 상업적으로 이용 가능한 가장 단단한 재료 중 하나입니다. 이는 기존 주철 또는 일부 세라믹 매트릭스 복합재에 비해 SiC 브레이크 디스크 및 패드의 마모율을 상당히 낮춥니다. 이점은 부품 수명 연장, 유지 보수 빈도 감소 및 수명 비용 절감입니다.
경량 특성: SiC 부품은 일반적으로 주철 부품보다 40-60% 더 가볍습니다. 이러한 스프링 하중 감소는 차량 핸들링, 서스펜션 반응성 및 승차감을 향상시킵니다. 전기 자동차 및 항공 우주에서 무게 감소는 주행 거리를 늘리고 연료 효율성을 향상시키는 데 중요합니다.
일관된 마찰 계수: SiC 제동 시스템은 광범위한 작동 온도 및 조건(습식 또는 건식)에서 안정적인 마찰 계수를 나타냅니다. 이러한 예측 가능성은 안정적이고 부드러운 제동 성능을 보장하여 운전자의 자신감과 안전성을 향상시킵니다.
내식성: 금속 브레이크 부품과 달리 탄화규소는 화학적으로 비활성이며 도로 염분, 습기 및 기타 환경 오염 물질에 대한 저항성이 높습니다. 이는 수명과 일관된 외관에 더욱 기여합니다.
브레이크 먼지 감소: 완전히 먼지가 없는 것은 아니지만 고품질 SiC 제동 시스템은 브레이크 먼지를 덜 생성하는 경향이 있으며 먼지는 종종 더 밝은 색상을 띠어 바퀴를 더 깨끗하게 유지하고 기존 금속 브레이크에 비해 유해한 입자 배출을 줄입니다.
내구성 있는 갑옷 구성 요소 맞춤형 탄화규소 제조를 통해 특정 응용 분야 요구 사항에 맞게 조정된 복잡한 형상을 설계하고 생산할 수 있습니다. 즉, 브레이크 부품을 냉각, 강도 및 기타 시스템 부품과의 인터페이스에 최적화하여 전반적인 제동 효율성을 극대화할 수 있습니다.

제동 시스템에 맞춤형 SiC에 투자하는 것은 안전성 향상, 우수한 성능, 운영 비용 절감, 그리고 많은 경우 더 친환경적인 발자국에 대한 투자입니다. 이러한 이점은 각 시장에서 선두를 목표로 하는 제조업체에게 전략적인 선택이 됩니다.

제동 응용 분야에 권장되는 SiC 등급

적절한 등급의 탄화규소를 선택하는 것은 제동 시스템의 성능, 내구성 및 비용 효율성을 최적화하는 데 중요합니다. 다양한 제조 공정은 다양한 미세 구조와 특성을 가진 SiC 재료를 생성합니다. 제동 응용 분야의 경우 다음 등급이 가장 일반적으로 고려됩니다.

SiC 등급	주요 제조 공정	제동의 주요 특성	일반적인 제동 응용 분야
반응 결합 실리콘 카바이드(RBSiC/SiSiC)	다공성 SiC 및 탄소 프리폼에 용융 실리콘을 침투시킵니다.	우수한 열전도율, 높은 경도, 우수한 내마모성, 상대적으로 낮은 제조 비용, 넷 셰이프에 가까운 기능. 우수한 내열 충격성.	자동차(성능/고급), 산업 기계 브레이크, 내마모성 브레이크 패드 인서트. 브레이크 디스크에 자주 사용됩니다.
소결 실리콘 카바이드(SSiC)	고온(2000-2200°C)에서 소결 보조제를 사용하여 미세 SiC 분말을 가압하지 않고 소결하거나 열간 가압합니다.	매우 높은 밀도, 뛰어난 강도 및 경도, 우수한 화학적 및 내식성, 우수한 고온 안정성. RBSiC보다 더 비쌀 수 있습니다.	고급 자동차 브레이크, 항공 우주 응용 분야, 최대 내구성이 필요한 까다로운 산업용 브레이크. 디스크와 고성능 패드 모두에 적합합니다.
탄소 섬유 강화 탄화규소(C/SiC 또는 CMC)	탄소 섬유 프리폼에 SiC 매트릭스의 화학 기상 침투(CVI) 또는 중합체 침투 및 열분해(PIP).	탁월한 인성 및 파괴 저항성(비취성 파괴), 매우 가볍고, 뛰어난 내열 충격성, 극한 온도에서 안정적인 마찰. 최고 비용.	항공 우주(항공기 브레이크), 고성능 모터스포츠(F1, 내구 레이싱), 특수 방어 응용 분야. 주로 브레이크 디스크에 사용됩니다.
질화 규소 결합 실리콘 카바이드(NBSiC)	실리콘 질화물 상에 의해 결합된 SiC 입자.	우수한 내열 충격성, 높은 강도, 우수한 내마모성. 복잡한 형상에 대해 종종 더 비용 효율적입니다.	고성능 영역의 디스크와 같은 주요 제동 표면에는 덜 일반적이지만 열 안정성과 강

이러한 등급 간의 선택은 최대 작동 온도, 기계적 응력, 원하는 수명, 무게 목표 및 예산 제약과 같은 특정 응용 분야의 요구 사항에 대한 자세한 분석에 따라 달라집니다. 많은 자동차 및 산업 응용 분야의 경우 RBSiC는 성능과 비용의 균형 잡힌 프로파일을 제공합니다. 가장 까다로운 항공우주 및 모터스포츠 응용 분야의 경우 C/SiC 복합 재료는 더 높은 비용에도 불구하고 타의 추종을 불허하는 파괴 인성과 경량 특성으로 인해 선호됩니다. SSiC는 최고의 순도, 강도 및 내식성이 가장 중요할 때 선택됩니다.

숙련된 전문가와 상담하는 것이 중요합니다. 맞춤형 SiC 부품 제조업체 브레이크 시스템 요구 사항에 맞는 최적의 등급과 설계를 선택하는 것이 중요합니다.

SiC 제동 부품 설계 고려 사항

효과적이고 신뢰할 수 있는 탄화규소 브레이크 부품을 설계하려면 재료의 고유한 특성과 응용 분야의 특정 요구 사항을 신중하게 고려해야 합니다. 연성 금속과 달리 SiC는 취성 세라믹이므로 제조성, 응력 관리 및 열 성능에 대한 설계 접근 방식에 영향을 미칩니다.

형상 및 제조성:
- 복잡성 대 비용: SiC는 복잡한 모양으로 성형할 수 있지만 복잡한 설계는 특히 SSiC 또는 C/SiC의 경우 제조 비용을 크게 증가시킬 수 있습니다. RBSiC와 같은 넷 형상 공정은 복잡한 형상에 유리합니다.
- 벽 두께: 최소 및 최대 벽 두께를 신중하게 고려해야 합니다. 얇은 부분은 깨지기 쉽고, 지나치게 두꺼운 부분은 제조 또는 열 사이클링 중에 내부 응력을 유발할 수 있습니다.
- 내부 기능: 브레이크 디스크의 냉각 통풍구와 같은 기능은 제조성을 고려하여 설계해야 합니다. SiC의 경우 이는 최종 소결 또는 함침 전에 성형하거나 그린 가공할 수 있는 통풍구를 설계하는 것을 의미하는 경우가 많습니다. 소결 후 드릴 또는 밀링된 통풍구는 가능하지만 비용이 매우 많이 듭니다.
열 관리:
- 열 발산: SiC는 열 전도성이 우수하지만 브레이크 시스템 및 주변 부품의 과열을 방지하기 위해 설계에서 효율적인 열 발산을 용이하게 해야 합니다. 여기에는 디스크 통풍 패턴 최적화 및 적절한 공기 흐름 보장이 포함됩니다.
- 열팽창 불일치: SiC 부품이 금속 부품(예: 허브, 캘리퍼)과 조립될 때 열팽창 계수의 차이를 설계에 수용하여 응력 축적 및 잠재적 고장을 방지해야 합니다. 플로팅 디스크 설계 또는 특수 장착 하드웨어가 일반적인 솔루션입니다.
- 열 충격 저항: SiC는 일반적으로 열충격 저항성이 우수하지만 급격하고 극심한 온도 변화(예: 뜨거운 브레이크 디스크가 찬 물에 닿는 경우)는 응력을 유발할 수 있습니다. 응력 집중을 최소화하는 설계 기능은 복원력을 향상시킬 수 있습니다. 극단적인 경우 재료 선택(예: C/SiC)이 중요합니다.
응력 분포 및 기계적 무결성:
- 응력 집중 방지: 날카로운 모서리, 노치 및 단면의 급격한 변화는 취성 재료에서 균열이 시작될 수 있는 응력 집중 지점을 생성하므로 피해야 합니다. 넉넉한 반경과 부드러운 전환이 중요합니다.
- 하중 경로: 클램핑력과 제동 하중이 SiC 부품 전체에 균등하게 분산되어 국부적인 과도한 응력을 방지해야 합니다.
- 장착 인터페이스: 장착 지점의 설계가 중요합니다. 브레이크 디스크의 경우 벨 하우징 인터페이스와 볼트 구멍이 포함됩니다. 이러한 영역은 SiC를 파손시키지 않고 기계적 하중과 진동을 처리하도록 설계되어야 합니다.
- 유한 요소 분석(FEA): FEA는 SiC 브레이크 부품을 설계하는 데 필수적인 도구입니다. 이는 작동 하중에서 응력 분포, 열 거동 및 잠재적 고장 모드를 예측하여 제조 전에 설계를 최적화하는 데 도움이 됩니다.
마찰 표면 설계:
- 반도체 마찰 표면의 지형은 브레이크 느낌, 소음 및 마모에 영향을 미칩니다. 이는 초기 마감 공정을 통해 제어할 수 있습니다.
- 패드 재료와의 호환성: SiC 디스크 재료와 브레이크 패드 재료는 원하는 마찰 수준, 마모율 및 NVH(소음, 진동, 가혹성) 특성을 달성하기 위해 호환되어야 합니다.

성공적인 SiC 브레이크 설계는 기계 엔지니어, 재료 과학자 및 제조 전문가 간의 협력 노력입니다. 초기 공급업체의 참여는 제조성(DfM)을 위한 설계를 크게 개선하고 전반적인 시스템 성능을 향상시킬 수 있습니다.

SiC 브레이크 부품의 공차, 표면 마감 및 치수 정확도

탄화규소 브레이크 부품의 경우 정확한 공차, 특정 표면 마감 및 높은 치수 정확도를 달성하는 것이 성능, 안전 및 시스템 통합에 매우 중요합니다. 이러한 요소는 브레이크 디스크와 패드가 상호 작용하는 방식, 다른 차량 또는 기계 부품에 맞는 방식 및 전반적인 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.

달성 가능한 허용 오차:

SiC 부품에 대해 달성 가능한 공차는 SiC 등급, 제조 공정(RBSiC, SSiC) 및 부품의 복잡성에 따라 달라집니다.

소결된 공차: RBSiC와 같은 공정의 경우 넷 형상 기능은 비교적 우수한 소결 공차를 얻을 수 있으며, 이는 치수의 ±0.5% ~ ±1% 범위인 경우가 많습니다. SSiC 부품은 약간 더 큰 소결 수축 변동을 가질 수 있습니다.
연삭/가공된 공차: 중요한 치수의 경우 다이아몬드 공구를 사용한 소결 후 연삭이 일반적으로 필요합니다. 정밀 연삭을 통해 매우 좁은 공차를 달성할 수 있습니다.
- 치수 허용오차: 직경, 두께 및 평탄도와 같은 중요한 기능의 경우 종종 ±0.01mm ~ ±0.05mm(10~50미크론)까지 내려갑니다. 일부 초정밀 응용 분야에서는 더 좁은 공차가 가능하지만 비용이 더 많이 듭니다.
- 평행도 및 평탄도: 브레이크 디스크 표면의 경우 평행도와 평탄도는 부드러운 결합과 진동 방지에 매우 중요합니다. 0.01mm ~ 0.02mm의 값이 종종 지정되고 달성 가능합니다.
- 런아웃: 브레이크 디스크의 총 표시 런아웃(TIR)도 엄격하게 제어되며, 브레이크 떨림을 최소화하기 위해 종종 0.02mm ~ 0.05mm 이내로 유지됩니다.

표면 마감 옵션:

SiC 브레이크 부품의 표면 마감, 특히 디스크와 패드의 마찰 표면은 브레이크 성능, 소음 특성 및 브레이크인 기간 및 부품 수명 동안의 마모 거동에 중요한 역할을 합니다.

22884: 소성된 마감: 소결 또는 반응 결합 직후 SiC 부품의 표면 마감은 일반적으로 마찰 표면에 필요한 것보다 거칩니다. 이는 중요하지 않은 표면에 적합할 수 있습니다.
지상 마감: 다이아몬드 연삭은 SiC 마찰 표면을 마감하는 가장 일반적인 방법입니다. 이 공정은 일반적으로 0.2µm ~ 0.8µm 범위의 표면 거칠기(Ra) 값을 얻을 수 있습니다. 특정 Ra 값은 종종 응용 분야 및 결합 패드 재료에 맞게 조정됩니다.
랩핑/폴리싱 마감: 극도로 매끄러운 표면 또는 특정 마찰학적 특성이 필요한 응용 분야의 경우 래핑 및 연마를 통해 표면 거칠기를 더욱 줄일 수 있으며, 잠재적으로 Ra까지 줄일 수 있습니다. < 0.1µm. 이는 일반적인 제동 표면에서는 덜 일반적이지만 특수 부품 또는 연구에 사용될 수 있습니다.
텍스처 표면: 일부 고급 설계는 브레이크 표면에 특정 미세 텍스처를 통합하여 패드 세척, 가스 발산 또는 초기 물림을 개선할 수 있습니다. 이는 일반적으로 특수 연삭 기술 또는 레이저 텍스처링을 통해 달성됩니다.

치수 정확도 및 그 중요성:

높은 치수 정확도는 다음을 보장합니다.

적절한 맞춤 및 조립: SiC 브레이크 디스크는 휠 허브에 정확하게 맞아야 하며 패드는 캘리퍼에 올바르게 맞아야 합니다. 부정확한 치수는 조립 문제, 응력 집중 또는 부적절한 기능을 초래할 수 있습니다.
균일한 접촉: 브레이크 디스크 표면의 정확한 평탄도와 평행도는 브레이크 패드와의 균일한 접촉을 보장합니다. 이는 균등한 압력 분포, 일관된 제동 토크를 유발하고 국부적인 과열 또는 조기 마모를 방지합니다.
NVH(소음, 진동, 가혹성) 감소: SiC 브레이크 디스크의 런아웃, 평행도 및 밸런스를 엄격하게 제어하면 브레이크 떨림, 삐걱거림 및 기타 바람직하지 않은 소음이 발생할 가능성을 최소화할 수 있습니다.
최적의 성능: 일관된 재료 특성과 정확한 치수를 결합하면 모든 작동 조건에서 예측 가능하고 안정적인 제동 성능을 얻을 수 있습니다.

경질 SiC 재료에 원하는 공차와 표면 마감을 달성하려면 특수 장비와 세라믹 가공 전문 지식이 필요합니다. 브레이크 시스템 응용 분야의 까다로운 요구 사항을 충족하려면 정밀 SiC 부품 제조 경험이 있는 공급업체와의 협력이 중요합니다.

SiC 제동 부품의 후처리 요구 사항

탄화규소 브레이크 부품의 1차 성형 및 소결(또는 반응 결합) 후, 이러한 중요한 부품의 엄격한 치수, 표면 및 성능 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 후처리 단계가 필요한 경우가 많습니다. 이러한 단계는 넷 형상 SiC 블랭크를 마감된 고성능 브레이크 부품으로 변환합니다.

다이아몬드 연삭:
- 목적: 이는 가장 일반적이고 중요한 후처리 단계입니다. SiC의 극심한 경도로 인해 다이아몬드 연마재가 가공에 필수적입니다. 연삭은 정확한 치수 공차(두께, 직경, 평탄도, 평행도)를 달성하고, 마찰 표면에 특정 표면 마감을 만들고, 쉽게 성형할 수 없는 기능(예: 정확한 모따기, 홈)을 형성하는 데 사용됩니다.
- 프로세스: 다양한 연삭기(표면 연삭기, 원통형 연삭기, CNC 연삭기)에는 다양한 입도 및 결합 유형의 다이아몬드 휠이 장착되어 있습니다. 냉각수는 열을 관리하고 칩을 제거하는 데 광범위하게 사용됩니다.
래핑 및 연마:
- 목적: 매우 매끄러운 표면(낮은 Ra) 또는 매우 좁은 평탄도 사양이 필요한 응용 분야의 경우 래핑 및 연마가 연삭을 따를 수 있습니다. 이는 초기 패드 안착을 개선하고, 초기 마모를 줄이거나, 특정 마찰학적 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
- 프로세스: 래핑은 SiC 부품과 평평한 래핑 플레이트 사이에 느슨한 연마재 슬러리(종종 다이아몬드)를 사용하는 것입니다. 연마는 연마 패드에서 더 미세한 연마재를 사용하여 거울과 같은 마감을 얻습니다. 이는 연삭보다 시간이 더 오래 걸리고 비용이 더 많이 듭니다.
모서리 모따기 및 라운딩:
- 목적: 취성 SiC에서 응력 집중 지점 및 잠재적인 칩핑 또는 균열의 원인이 될 수 있는 날카로운 모서리를 제거합니다. 모따기 또는 반경 처리된 모서리는 부품의 견고성을 개선하고 취급 안전성을 향상시킵니다.
- 프로세스: 연삭 중에 또는 특수 다이아몬드 공구 또는 수동 마감 기술을 사용하여 별도의 단계로 수행할 수 있습니다.
청소:
- 목적: 가공, 취급 또는 이전 처리 단계(예: 냉각수, 연마 입자, 지문)에서 발생한 잔류물을 제거합니다. 청결은 후속 조립 및 최적의 성능에 매우 중요합니다.
- 프로세스: 일반적으로 특수 세제에서 초음파 세척한 다음 탈이온수로 헹구고 깨끗한 환경에서 건조하는 과정이 포함됩니다.
표면 처리 또는 코팅(디스크에는 덜 일반적이며 특수 응용 분야에 더 적합):
- 목적: 벌크 SiC 자체는 우수한 특성을 가지고 있지만 특정 코팅은 매우 특정한 또는 실험적인 제동 응용 분야에서 표면 마찰, 마모 특성 또는 내식성을 더욱 수정하기 위해 이론적으로 적용될 수 있습니다. 그러나 SiC 브레이크 디스크의 경우 일반적으로 SiC 자체의 고유한 특성이 활용됩니다.
- 예(희귀): 얇은 다이아몬드 유사 탄소(DLC) 코팅 또는 기타 세라믹 코팅. 이는 복잡성과 비용으로 인해 대부분의 SiC 제동 시스템에 표준이 아닙니다.
밸런싱(브레이크 디스크의 경우):
- 목적: 기존 브레이크 디스크와 유사하게 SiC 브레이크 디스크는 고속에서 부드러운 회전을 보장하고 진동을 방지하기 위해 밸런싱이 필요할 수 있습니다.
- 프로세스: 동적 밸런스가 달성될 때까지 디스크의 특정 영역(종종 벨 하우징 또는 비마찰 표면)에서 재료를 조심스럽게 제거합니다.
품질 검사 및 계측:
- 목적: 후처리 전후에 치수 정확도, 표면 마감 및 결함(균열, 칩)이 없는지 확인하기 위해 엄격한 검사가 필요합니다.
- 프로세스: 좌표 측정기(CMM), 표면 프로파일로미터, 광학 비교기 및 초음파 검사 또는 X-ray와 같은 비파괴 검사(NDT) 방법을 사용합니다.

이러한 각 후처리 단계는 SiC 브레이크 부품의 최종 비용과 리드 타임을 증가시키지만 자동차, 항공우주 및 산업 응용 분야에 필요한 고성능 및 안전 표준을 충족하는 데 필수적입니다. 후처리 범위는 특정 설계 및 응용 분야 요구 사항에 따라 크게 달라집니다.

SiC 브레이크 시스템의 일반적인 문제점 및 솔루션

탄화규소는 브레이크 시스템에 혁신적인 이점을 제공하지만 채택 및 구현에는 어려움이 따릅니다. 이러한 잠재적 장애물과 완화 전략을 이해하는 것이 성공적인 통합의 핵심입니다.

취성 및 골절 인성:
- 도전: SiC는 본질적으로 취성 재료이므로 금속에 비해 파괴 인성이 낮습니다. 이는 충격 손상(예: 돌 조각) 또는 과도한 응력 집중이 가해지는 경우 부품이 치명적인 고장을 일으키기 쉽게 만들 수 있습니다.
- 해결책:
  - 재료 선택: 높은 충격 위험이 있거나 더 큰 손상 허용 오차가 필요한 응용 분야의 경우 C/SiC 복합 재료가 훨씬 더 나은 인성을 제공합니다.
  - 설계 최적화: FEA를 사용하여 응력 집중을 식별하고 최소화하고, 넉넉한 반경을 사용하고, 날카로운 모서리를 피하고, 보호 기능을 설계합니다.
  - 적절한 장착: 장착 설계가 클램핑력을 균등하게 분산하고 유도된 응력을 방지하기 위해 열팽창 차이를 수용하도록 합니다.
  - 처리 절차: 제조 및 설치 중에 우발적인 손상을 방지하기 위해 주의 깊은
제조 복잡성 및 비용:
- 도전: SiC 부품, 특히 복잡한 모양 또는 엄격
- 해결책:
  - 제조 가능성을 위한 설계 (DfM): 가능한 경우 설계를 단순화하고, 넷 셰이프 제조(예: RBSiC)에 최적화합니다.
  - 공급업체 협업: 숙련된 전문가와 긴밀히 협력합니다. SiC 제조업체 생산 공정 및 재료 선택을 최적화할 수 있습니다.
  - 대량 생산: 규모의 경제로 인해 생산량이 증가하면 비용이 감소할 수 있습니다.
  - 공정 혁신: 보다 효율적인 SiC 제조 기술에 대한 지속적인 연구.
더 높은 생산량은 개발 및 툴링 비용을 상각하는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 도전: SiC의 극심한 경도는 가공을 매우 어렵고 시간이 오래 걸리게 하며, 특수 다이아몬드 공구와 장비가 필요합니다. 공구 마모 또한 중요한 요소입니다.
- 해결책:
  - 고급 가공 기술: CNC 다이아몬드 연삭, 특정 기능에 대한 EDM(방전 가공) 또는 레이저 보조 가공을 활용합니다.
  - 그물에 가까운 모양 형성: 가공으로 제거해야 하는 재료의 양을 최소화합니다.
  - 전문 지식: SiC 가공에 대한 깊은 전문 지식과 적절한 장비를 갖춘 공급업체와 파트너 관계를 맺습니다.
소음, 진동 및 거칠기(NVH):
- 도전: SiC 브레이크는 다른 고성능 제동 시스템과 마찬가지로 적절하게 설계 및 통합되지 않으면 브레이크 squeal 또는 judder와 같은 바람직하지 않은 NVH 특성을 나타낼 수 있습니다. SiC의 높은 강성은 때때로 소음 전달에 기여할 수 있습니다.
- 해결책:
  - 시스템 수준 접근 방식: NVH를 해결하려면 전체 제동 시스템(디스크, 패드, 캘리퍼, 장착)을 고려해야 합니다.
  - 패드 재료 호환성: SiC 디스크에 대한 브레이크 패드 재료의 신중한 선택 및 매칭.
  - 표면 마감 및 설계: 디스크 표면 마감 최적화, 잠재적으로 패드에 챔퍼 또는 슬롯 통합.
  - 댐핑: 진동을 댐핑하기 위해 심, 절연체 또는 캘리퍼 수정을 사용합니다.
  - 엄격한 테스트: NVH 문제를 식별하고 해결하기 위한 광범위한 다이나모미터 및 차량 테스트.
열충격 관리:
- 도전: SiC는 우수한 열충격 저항성을 갖지만, 극심하고 급격한 온도 변화는 특히 기성 결함이나 높은 응력 집중이 있는 단일 SiC 등급의 경우 위험을 초래할 수 있습니다.
- 해결책:
  - 재료 선택: C/SiC 복합재는 뛰어난 열충격 저항성을 제공합니다. RBSiC 및 SSiC도 성능이 우수하지만 설계가 중요합니다.
  - 최적화된 설계: 열 구배 및 응력 집중을 최소화하는 설계.
  - 제어된 제조: 최소한의 내부 결함으로 고품질 재료를 보장합니다.