300万ドル、1,500馬力、16気筒、4,500ポンド（約2200kg）のブガッティ・シロンが、驚異的な最高速度261mph（約420km/h）でブレーキをかけるには、機関車並みのブレーキが必要です。しかし、大きく重いブレーキキャリパーは、乗り心地やハンドリングといった重要な性能特性を阻害します。そこでブガッティは、レーザー焼結法と3Dプリント技術を組み合わせたチタン製部品の開発に着手し、シロンの巨大なブレーキキャリパーの重量を40%も削減しました。
チタン製ブレーキキャリパーは1個あたりわずか6.4ポンド（約3.8kg）で、従来のアルミニウム製ユニットの10.8ポンド（約4.7kg）を大きく上回ります。チタンの剛性特性により、軽量化されたプリント部品はより高強度になります。これは世界初の3Dプリント製ブレーキキャリパーであり、機能的なチタン製3Dプリント部品としては世界最大規模となります。
現在生産中のシロンには、鍛造アルミニウム製の8ピストンフロントキャリパーと6ピストンリアキャリパーが採用されています。フロントブレーキキャリパーは、世界の量産車の中で最大サイズです。
チタンは強度が高いため、アルミニウム部品と同じフライス加工や鍛造技術を用いてチタン製キャリパーを製造することは不可能です。3Dプリントに切り替えることで、非常に複雑な形状でも軽量化を実現できます。
繊細な形状の最終部品の肉厚は1mmから4mmです。これは、非常に高品質な航空宇宙用チタン合金Ti6AI4Vの採用によって可能となりました。ブガッティによると、この合金は主に、高応力を受ける航空機の着陸装置や翼部品、あるいは航空機エンジンやロケットエンジンに使用されています。
「量で言えば、これは積層造形法によってチタンから製造された最大の機能部品です」と、ブガッティ・オートモービルズ・エンジニアリングの技術開発部門新技術責任者であるフランク・ゲッツケ氏は語る。最初の部品の開発と試作にはわずか3ヶ月しかかからなかった。ドイツの積層造形専門企業であるLaser Zentrum Nord社が、当時世界最大であったチタン製3Dプリンターを用いて製造を担当した。このプリンターには400ワットのレーザーが4基搭載され、45時間かけて2,213層のチタン粉末を溶融した。
部品がプリンターから出てくると、ブガッティのエンジニアはキャリパーを華氏1,300度まで熱処理し、徐々に温度を200度まで下げて、部品の残留応力を除去し、寸法の安定性を確保します。
次に、支持構造としてプリントされたブラケットとブレースを取り外します。最後に、5軸フライス盤で11時間かけて、すべての重要な接合面を滑らかに研磨します。ブレーキダイナモメーターによる試験によると、最終製品は1,850°F（約830℃）の高温にも耐えることができます。
フォルクスワーゲングループの一員であるブガッティは、一般人が購入できる自動車には高価すぎる技術の先駆者としての役割を果たしており、3Dプリントされたチタンさえも他の用途に利用されることが期待される。
「誰もが私たちのプロジェクトから恩恵を受けることができ、またそうあるべきです」とゲッツケ氏は述べた。「これは、ブガッティがグループのハイテク応用研究所として果たす役割の一環でもあります。」
ブガッティは、例として25インチの軽量アルミ製ワイパーボードも3Dプリントしました。このボードの重量はわずか1ポンド弱で、従来のダイキャスト製軽量アルミボードの半分の重さでありながら、剛性は同じです。
おそらくこの技術はすぐにベントレーやブガッティなどの VW グループのブランドに導入されるだろうが、次の VW ゴルフに 3D プリントされたチタンが使われることは期待できないだろう。
