重新设计的制动钳所使用的制造工艺为选区激光熔化3D打印技术，增材制造工艺释放了设计自由度，重新设计的制动钳能够在实现减重的基础上集成热交换结构，并且增加压力油路的供油方向。这一设计案例对汽车安全部件设计优化与创新具有一定参考意义，本期3D科学谷将进行分享。
面向增材制造而设计的制动钳。来源：YAMAICHI Additive
有限空间内实现减重与功能集成
YAMAICHI在重新设计中应用了拓扑优化技术，并在制动钳中集成了面向增材制造的TPMS 结构。此外，YAMAICHI 在设计中添加了优化的压力损失油路。考虑到制动钳在工作时可能遇到砾石撞击之类的环境因素，YAMAICHI 在制动钳下方增加了防止撞击损坏的防护面。
拓扑优化的制动钳。来源：YAMAICHI Additive
TPMS 为三重周期性最小表面（TPMS），对于结构应用而言，该设计显示出高强度重量比。该设计如果与增材制造技术结合使用，将使设计师能够创建兼具高强度和散热特性的多功能结构。
集成热交换结构的制动钳。来源：YAMAICHI Additive
而根据YAMAICHI披露的设计方案，他们的确设计了一款集成热交换结构的制动钳，热交换结构的作用是在制动周期内对制动钳进行冷却，空气流能够穿过冷却通风口并加快冷却过程。采用这一设计的制动钳比传统设计减轻了40％的重量。
这款制动钳的另外一个设计创新是压力油路。通常，压力油路中只有一个向制动钳活塞供油的方向，但设计优化后，有五个方向向卡钳活塞供油，这一设计有助于在活塞表面上产生更好的压力分布。
拓扑优化和油路优化的设计结果。来源：YAMAICHI Additive
YAMAICHI 团队在进行制动钳优化时，所面向的制造工艺是基于粉末床激光熔化的增材制造工艺，材料为AlSi10Mg。
