Ooit van WIDIA gehoord? Dr. Matthias Leber moet lachen om de vraag. Als werktuigbouwkundige en remexpert bij het Porsche Development Center in Weissach houdt hij zich bezig met de ontwikkeling van toekomstgerichte producten en dat kan hij juist doen doordat hij het verleden kent. En daar hoort WIDIA bij. Het was de handelsnaam voor een buitengewoon hard materiaal dat aan het begin van de twintigste eeuw werd ontwikkeld en waarvan wolfraamcarbide het belangrijkste bestanddeel was. WIDIA is een acroniem voor ‘wie Diamant’, wat Duits is voor ‘als diamant’. Leber weet bijna alles van materialen en hun eigenschappen. Hij kijkt trots naar een brandschoon glimmende remschijf die, ook al is hij gebruikt, zo als spiegel aan de muur zou kunnen hangen. Wolfraamcarbide roest niet en wordt ook niet dof. Maar goed, hoe aantrekkelijk de remschijf er ook uitziet, het is natuurlijk een stuk belangrijker hoe goed hij zijn werk doet.
Diamant
Porsche Surface Coated Brake (PSCB), dat standaard wordt geleverd op de nieuwe Cayenne Turbo, is een wereldprimeur voor Porsche. Zijn oppervlak bestaat uit wolfraamcarbide (symbool: WC). Dat is een combinatie van wolfraam en koolstof die kristallen vormt die zo hard zijn dat ze glas kunnen snijden. Wolfraamcarbide is na diamant een van de hardste materialen op aarde en is zo’n tien keer harder dan gietijzer. Precies dat maakt het zo interessant voor de ontwikkelaars van remmen.
Klinkt als alchemie
Wat als er een rem was die net zo goed functioneerde als een keramische rem, dezelfde thermische stabiliteit had, maar ongeveer een derde goedkoper was, geen raceremblokken nodig had, minder snel sleet dan een gietijzeren rem, nauwelijks remstof produceerde en niet roestte? Dat klinkt als alchemie toch? En toch heeft Porsche echt zo’n remschijf ontwikkeld. “Maar geloof me”, verzucht Leber, “dat heeft heel lang geduurd. Anders hadden we hem veel eerder aangeboden.” Buitengewone ontwikkelingen komen immers niet zomaar uit de lucht vallen. Ze zijn het resultaat van vele jaren toegewijd onderzoekswerk.
PCCB
Nieuwe technologie die voor de racerij wordt ontwikkeld, vindt vaak zijn weg naar straatauto’s. Een voorbeeld daarvan is Porsche Ceramic Composite Brake (PCCB), dat met zijn enorme stopkracht de absolute standaard is op remgebied. Moderne gietijzeren remmen doen het ook uitstekend, maar er was behoefte aan een combinatie van de twee, vooral voor krachtige Porsches die niet regelmatig het circuit op gaan. Voor Leber en zijn team was de oplossing duidelijk: een gietijzeren remschijf met een coating van wolfraamcarbide.
Wereldprimeur
Een remschijf die helemaal is opgetrokken uit wolfraamcarbide zou hetzelfde kosten als meerdere setjes keramische remmen. Daarbij is het technologisch nog niet mogelijk om wolfraamcarbide aan een substraat zoals gietijzer te verbinden. Maar na een lange reeks experimenten in samenwerking met Bosch/Buderus, heeft Porsche een doorbraak bereikt. Een gietijzeren remschijf werd met een laser bewerkt om voor een structuur te zorgen en daarna gegalvaniseerd met een tussenlaag. Die laatste fungeert als een flexibele verbinding die het verschil in thermische uitzetting tussen gietijzer en wolfraamcarbide moet opvangen. De wolfraamcarbidecoating wordt op een spectaculaire manier aangebracht. Porsche gebruikt een oxyfuel sprayproces dat de wolfraamcarbidedeeltjes met een supersonische snelheid op de schijf schiet. Daardoor lijkt het heel even alsof er rond de schijf een lichtzwaard uit Star Wars wordt geactiveerd. Het resultaat is een coating die slechts een honderdste millimeter dik is. Maar dat is nog niet genoeg, want de PSCB remmen hebben speciale remblokken nodig.
Composiet
“Het ontwikkelen van die remblokken heeft ons ongeveer net zoveel werk gekost”, zegt Leber. “Een oppervlak dat zo glad is als een spiegel vraagt per slot van rekening om blokken die kleverig zijn. En toch geeft ook dat problemen. Als je bijvoorbeeld je vinger met een lichte druk over een spiegel haalt, zul je merken dat de beweging niet gelijkmatig is en dat je vinger soms blijft steken. Zachtere remblokken kunnen zoiets voorkomen, maar slijten te snel als ze in aanraking komen met de uitzonderlijk harde, op hoge snelheid draaiende remschijf.” Dus hebben de technici van Porsche harde materialen aan de blokken toegevoegd: microscopische deeltjes die doordringen in de wolfraamcarbidecoating.
Microscopische ankers
“Het resultaat heeft ons verrast”, aldus Leber. “We wisten al dat de remmen goed zouden presteren, maar de eerste testen overtroffen al onze verwachtingen.” Dankzij het gladde oppervlak van de schijf maken de remblokken al bij lage snelheid volledig contact. Je kunt het vergelijken met het verschil tussen een lp en een cd, want in tegenstelling tot gietijzer heeft wolfraamcarbide nagenoeg geen groeven. En dat betekent dat er geen uithollingen zijn die het contactoppervlak van de remblokken verminderen. Als er bij hoge snelheid veel stopkracht nodig is, dan gooien de harde componenten van de blokken hun microscopische ankers uit. “Dat zorgt natuurlijk voor slijtage”, zegt Leber, “en ook voor remstof. Al is dat bij PSCB remmen negentig procent minder dan bij gietijzeren remmen.” Bovendien hebben de wolfraamcarbideschijven een levensduur die dertig procent langer is dan die van hun gietijzeren tegenhangers. Ze presteren al met al dus bijna net zo goed als PCCB remmen, maar kosten slechts een derde daarvan. Daarbij voelen ze in de praktijk aan als keramische schijven. Want ook als de remmen heet zijn, treedt er geen fading op. Sterker nog, ze werken bij temperaturen boven de 600 graden Celsius zelfs nog beter.
Smetteloos schoon
Na ongeveer zesduizend kilometer normaal gebruik hebben de remblokken het oppervlak van de schijven flink opgepoetst. Hun kleur past dan bij hun witte remklauwen (tien zuigers voor en vier zuigers achter), waarvan de technologie overeenkomst met die van PCCB remmen. Maar waarom zijn die klauwen wit? Leber lacht: “Als remmen vrijwel geen stof produceren, wil je dat laten zien. Al werd mijn kleurvoorstel in eerste instantie met veel scepsis ontvangen.” De keuze voor wit wordt echter gerechtvaardigd door de Porsches Cayenne die als testvoertuigen hebben gediend. Zelfs na duizenden kilometers zijn hun remmen nog steeds smetteloos.
Recuperatief
Vooralsnog is alleen de nieuwe Cayenne Turbo standaard uitgerust met PSCB remmen. Op de andere Cayenne modellen zijn ze optioneel. Biedt PSCB de perfecte combinatie van prestaties, looks en betaalbaarheid? En is het daarmee de heilige graal op remgebied? Leber schudt zijn hoofd. “Met de komst van elektrificatie krijgen we te maken met nieuwe vormen van remmen. Recuperatief remmen zorgt bijvoorbeeld voor nauwelijks slijtage, waardoor het voor ons heel interessant is. Want er komt een punt waarop we dat kunnen gebruiken voor negentig procent van alle standaard remacties. Dus blijven we eraan werken.” Snelle auto’s hebben immers krachtige remmen nodig. Daarom kunnen Porsche remmen nooit krachtig genoeg zijn.
