Kluczowym zagadnieniem w ostatnich latach dla producentów materiałów ciernych było ograniczenie stosowania miedzi. To od dawna jest bardzo ważny składnik mieszanek ciernych. Jednak powstające podczas hamowania drobne cząsteczki miedzi osadzają się na drogach, co stwarza zagrożenie dla niektórych gatunków dzikich zwierząt. Branża motoryzacyjna musi więc dopasowywać swoje produkty i procesy by ograniczyć wpływ na środowisko naturalne.

Dodatkowo, musi uwzględnić rosnącą liczbą przepisów prawnych, które regulują na przykład stosowanie niektórych surowców. Zgodnie z przepisami obowiązującymi w USA, od roku 2025 w kraju tym nie będzie dozwolone stosowanie miedzi jako składnika klocków i okładzin hamulcowych.

Branża hamulcowa stanęła przed koniecznością stworzenia nowych mieszanek ciernych, które nadal zapewniają wysoką skuteczność hamowania, a jednocześnie są bardziej przyjazne dla środowiska.

TMD Friction nie tylko angażuje się w rozwój zaawansowanych technologicznie okładzin ciernych, ale również jest wiodącym graczem w branży, gdy chodzi o opracowywanie bardziej przyjaznych środowisku rozwiązań. Dotyczy to również ograniczenia stosowania miedzi w klockach hamulcowych.

Dla pełnego zrozumienia, w jaki sposób branża poradziła sobie z wyeliminowaniem miedzi z klocków hamulcowych, należy najpierw wyjaśnić, dlaczego materiał ten tak skutecznie wspomaga hamowanie pojazdu.

W uproszczeniu można powiedzieć, że za hamowanie odpowiadają dwa podstawowe zjawiska. Pierwsze zjawisko wykorzystuje chropowatość elementów hamulcowych. W tym przypadku mówimy o tarciu powodującym ścieranie. Pomiędzy klockiem a tarczą hamulcową zachodzi proces powstawania mikroskopijnych cząsteczek, które są „szlifowane”. Klocek hamulcowy mocno „wgryza się” w tarczę hamulcową. Hamowanie powodujące ścieranie występuje głównie wtedy, gdy klocki i tarcze hamulcowe są zimne.

Drugie zjawisko związane z hamowaniem ma zupełnie inny charakter i zachodzi w momencie, gdy tylko klocek hamulcowy zostanie rozgrzany w wyniku tarcia podczas hamowania. Teraz do gry wchodzi tzw. hamowanie adhezyjne. W wyniku ścierania, cząsteczki z klocka hamulcowego migrują na powierzchnię tarczy hamulcowej i tworzą swego rodzaju „lepką” warstwę pośrednią hamowania, znaną jako warstwa przenosząca.

Warstwa przenosząca powoduje „sklejanie się” klocka i tarczy hamulcowej, a tym samym w wyniku działania siły przyczepności dochodzi do zatrzymania ruchu obrotowego koła. Hamowanie adhezyjne odbywa się przy mniejszym zużyciu elementów, niższym poziomie hałasu oraz niższym cieple powstającym w wyniku tarcia, a tym samym ma kluczowe znaczenie dla optymalnej skuteczności hamowania.

To właśnie taką „gorącą” i „lepką” fazę hamowania zapewnia miękka i ciągliwa miedź, znacząco zwiększając skuteczność hamowania. Dlatego przez wiele dziesięcioleci miedź była kluczowym składnikiem mieszanek ciernych. Między innymi pomagała ograniczyć zużycie klocków i tarcz hamulcowych, eliminując hałas i odczuwalne wibracje, a także stabilizowała działanie układu hamulcowego w szerokim zakresie temperatur.

Od wielu lat portfolio mieszanek ciernych rozwijanych przez TMD Friction jest powszechnie uważane za jedno z najlepszych w przemyśle motoryzacyjnym. Laboratoria firmy w tym samym czasie badają ponad 200 różnych składników. Ma to na celu określenie przydatności tych komponentów pod kątem tworzenia nowych i zaawansowanych receptur materiałów ciernych.

Firma TMD Friction już dawno rozpoczęła prace nad bezmiedziowymi mieszankami ciernymi. Dlatego w 2013 roku została pierwszym producentem ciernych elementów hamulcowych, który uzyskał dopuszczenie pierwszej okładziny hamulcowej bez miedzi, przeznaczonej na pierwszy montaż w niemieckich pojazdach o wysokich osiągach – modelach BMW M3 oraz M4.

Duża część asortymentu firmy TMD Friction na niezależnym rynku części zamiennych dostępna jest w wersji bez miedzi, co oznacza, że ponad 95% wolumenu sprzedaży klocków hamulcowych do samochodów osobowych obejmuje produkty pozbawione tego składnika. Zastąpienie miedzi nie jest takie proste.

Trzeba stworzyć całkowicie nową mieszankę materiałów, a to wiąże się z koniecznością znalezienia indywidualnej receptury zastępującej miedź. Należy pamiętać, że rozwój mieszanek bez miedzi to ogromne wyzwanie w zakresie kontroli temperatury, ponieważ użyty zamiennik musi charakteryzować się dobrą przewodnością cieplną.

Podejście na poziomie ekologicznym to nie tylko inwestycje w badania i rozwój w zakresie redukcji miedzi w klockach hamulcowych. To także innowacje produktowe i nowoczesne procesy produkcyjne. Mając to na uwadze, już od połowy lat 90-tych TMD Friction stosuje takie podejście.

Spółka ma znaczący wkład w stworzenie ekologicznej klasyfikacji materiałów ciernych, która jest obecnie powszechnie obowiązującym standardem w branży. Klasyfikacja obejmuje poziomy od ECO I do ECO IV. Jest podstawą stopniowego eliminowania szkodliwych substancji z procesów produkcji.

Obok receptur mieszanek ciernych bardziej przyjaznych dla środowiska TMD Friction skupia się również na lżejszych klockach hamulcowych w ramach programu „Lekkiej technologii TMD Friction”. Dostępne w tym asortymencie klocki hamulcowe do pojazdów użytkowych wykorzystują cieńszą płytkę nośną, co dzięki mniejszej wadze pozwala obniżyć koszty, zużycie paliwa, a tym samym emisję CO2. TMD Friction jest pionierem w tym obszarze i jako pierwsza dostarczyła te innowacyjne produkty na niezależny rynek części zamiennych.

Innowacje TMD Friction dotyczą również ograniczenia emisji pyłów przez układy hamulcowe. Zanieczyszczenie powietrza pyłem drobnym jest bardzo istotnym problemem, szczególnie w dużych miastach. Pył drobny tworzą cząsteczki pochodzące właśnie między innymi z transportu drogowego. Rodzi się jednakże pytanie, w jaki sposób ograniczyć ścieranie tarcz i klocków hamulcowych bez pogorszenia skuteczności hamowania.

Można to osiągnąć jedynie dzięki rozwojowi specjalnych materiałów ciernych. TMD Friction oferuje taki materiał w linii klocków hamulcowych Textar epad. Klocki te zapewniają większą trwałość, niższy poziom hałasu, zminimalizowany poziom pylenia oraz doskonałą skuteczność hamowania.

Dla TMD Friction zrównoważony rozwój z poszanowaniem środowiska obejmuje także optymalizację procesów produkcyjnych. Dzięki temu powstaje mniejsza ilość odpadów, które jednocześnie w coraz większym stopniu poddawane są recyklingowi. W 2019 roku firma TMD Friction poddała recyklingowi ponad 8 000 ton materiałów. Ponadto firma zobowiązała się do wtórnego wykorzystania energii oraz ciepła powstającego podczas produkcji. Dla przykładu, we Francji energia taka wykorzystywana jest do ogrzewania publicznego basenu.

Klocki i okładziny hamulcowe produkowane są wyłącznie przy wykorzystaniu materiałów, które są bezpieczne dla zdrowia człowieka lub środowiska. Nacisk kładziony jest na czystość materiałów, dzięki czemu po segregacji możliwy jest ich recykling. Dużą wagę przywiązuje się również do eliminacji zagrożeń dla zdrowia w codziennych procesach produkcyjnych oraz zapewnienia bezpieczeństwa pracownikom poprzez odpowiednie środki ochrony. Są to na przykład układy filtrów ograniczające poziom pylenia podczas produkcji.

TMD Friction ogranicza stosowanie plastiku do minimum i stawia na przyjazne środowisku opakowania produktów. Dla przykładu, plastikowe zabezpieczenie powlekanych tarcz hamulcowych Textar zostało zastąpione tekturą falistą. To ogranicza zużycie plastiku nawet o 40 ton rocznie.

Stale zmieniający się krajobraz przemysłu motoryzacyjnego wymaga rozwoju technologii w sposób społecznie odpowiedzialny i pozwalający chronić środowisko naturalne. Firma TMD Friction za cel postawiła sobie bycie pionierem także w rozwoju produktów i procesów produkcyjnych, w taki sposób by redukować ślad węglowy. Jest to kluczowa inwestycja w lepsze jutro.

Źródło: TMD Friction