Le pastiglie del freno sono più di una piastra ricoperta dalla guarnizione di attrito

Solitamente, chi acquista le pastiglie per i freni si interessa unicamente al prezzo del prodotto. Il cliente medio, infatti, è convinto che il fabbricante delle pastiglie, adattandole a un dato modello, abbia effettuato tutte le verifiche, i controlli e le analisi, e che il prezzo sia solo un effetto collaterale della “marca del fabbricante”. Questo ragionamento è errato. Pur essendo vero che anche la marca ha il suo prezzo, è bene ricordare che le pastiglie dei freni, pur avendo una struttura teoricamente banale, sono un prodotto piuttosto complicato, e la loro produzione richiede una lunga serie di esami e test.

La “struttura semplice” riguarda unicamente la piastra in metallo a cui è collegato lo strato di attrito. A questa piastra, infatti, si richiede solo una rigidità adeguata, accompagnata da una forma tale da garantire il corretto posizionamento/mantenimento della pastiglia in sede e il suo libero movimento. Il segreto della “qualità delle pastiglie dei freni” risiede invece nello strato di attrito e nel suo corretto fissaggio alla piastra.

Il fabbricante, scegliendo la miscela destinata allo strato di attrito, deve considerare cinque aspetti del funzionamento delle guarnizioni (che spesso si escludono a vicenda)

1. Funzionamento silenzioso al momento del serraggio della coppia disco/pastiglia
2. Ridotta emissione di polveri dovute all’attrito tra disco e pastiglia
3. Usura ridotta e uniforme delle guarnizioni di attrito
4. Funzionamento corretto a diverse temperature
5. Prezzo finale minimo

Occorre spiegare il significato di questi assiomi delle “pastiglie di qualità”, poiché l’acquirente, molto spesso, si ricorda soltanto dei due fattori situati agli estremi opposti della lista: funzionamento silenzioso e prezzo del prodotto.

Funzionamento silenzioso al momento del serraggio della coppia disco/pastiglia

Le possibilità di “funzionamento silenzioso” sono garantite unicamente da approfondite analisi di laboratorio. In generale, esistono due opzioni per la realizzazione delle pastiglie. La prima corrisponde alla cosiddetta “pastiglia morbida”, che si usura rapidamente, ma garantisce un funzionamento silenzioso, assorbendo le vibrazioni. La seconda opzione è quella delle “pastiglie dure”, che si consumano meno, pur producendo più rumore a contatto con il disco. I fabbricanti devono trovare un punto di equilibrio tra questi requisiti. Per farlo, necessitano di lunghi esami di laboratorio. La mancata esecuzione di tali attività comporterebbe sicuramente la comparsa di problemi.
Una delle soluzioni innovative proposte consiste nell’aggiunta – nel caso di tutte le pastiglie offerte da Master-Sport – di un inserto aggiuntivo tra pastiglia e cilindro. Realizzato con un materiale in grado di assorbire il rumore di fondo e le vibrazioni del materiale, quest’inserto impedisce alle pastiglie di entrare in vibrazione ed elimina la sovrapposizione delle oscillazioni presso gli elementi dell’impianto frenante, normalmente avvertite con il caratteristico fischio. Questa soluzione innovativa proposta dalla Master-Sport è estremamente semplice e non aumenta il prezzo finale del prodotto.

Ridotta emissione di polveri dovute all’attrito tra disco e pastiglia

La grande quantità di polvere prodotta in seguito all’attrito tra guarnizione e disco è un serio problema che i fabbricanti devono affrontare. Occorre notare che i test effettuati presso Nome dell’Università hanno evidenziato una notevole emissione di sostanze dannose presso una scuola dove si trovavano rallentatori stradali (e gli automobilisti erano costretti a frenare). I fabbricanti “più esclusivi” non utilizzano più, per le guarnizioni di attrito, miscele di mercurio, rame, cadmio, piombo, cromo, ottone o molibdeno (lo proibisce l’omologazione ECE R-90), ma i test effettuati hanno comunque effettuato la presenza di tali composti presso il luogo di realizzazione dell’analisi. Il motivo è semplice: le case automobilistiche e i produttori di pezzi certificati da enti autorizzati devono rispettare nome rigorose (i loro prodotti hanno impresso il simbolo ECE R-90), mentre i fabbricanti di pezzi di ricambio economici continuano a distribuire prodotti dannosi senza subire alcuna conseguenza. Inoltre, è bene ricordare che l’emissione di polveri è legata all’abrasione dello strato della pastiglia, e che il fabbricante deve ottimizzare la relazione tra: pastiglia morbida (maggiore emissione) e dura (minore emissione). Anche in questo caso, gli esami di laboratorio, che molti pseudo-fabbricanti non applicano, hanno un ruolo chiave (i test di laboratorio effettuati da Master Sport sono descritti nell’articolo La frenata è più del connubio tra dischi e pastiglie dei freni, in Laboratorio Master-Sport).

Usura ridotta e uniforme delle guarnizioni di attrito

Un altro fattore considerato dal fabbricante in fase di progetto consiste nell’usura delle guarnizioni di attrito, da cui dipende la rapidità con cui saremo costretti ad acquistare un nuovo kit di pastiglie. In questo caso, ancora una volta, occorre sposare le caratteristiche della “pastiglia morbida”, come l’aderenza perfetta e il notevole attrito (causa di rapida usura e produzione di polveri), e quelle della ”pastiglia dura”, che non si consuma rapidamente, non emette particelle dannose, ma usura più rapidamente il disco e, a causa del mancato assorbimento delle vibrazioni, provoca fischi e un maggior livello di rumore.

Funzionamento corretto a diverse temperature

Questo fattore ha un’importanza basilare, poiché permette di distinguere i fabbricanti professionali, che investono nelle attività di ricerca, dagli “pseudo-fabbricanti”, concentrati unicamente sull’ottenimento di utili da ricambi di scarsa qualità.
In questo caso, infatti, è necessario elaborare il materiale di attrito e il processo di produzione nel corso di esami di laboratorio, in modo tale da garantire l’efficacia della frenata a varie temperature. Tale procedura ha l’obiettivo di eliminare il fenomeno del fading, ossia della perdita della forza frenante. Il fading avviene per effetto delle alte temperature (durante la frenata, presso la zona di contatto tra pastiglia e disco, la temperatura supera i 500 gradi Celsius), in seguito all’emissione di gas dal materiale di attrito e alle alterazioni fisiche del materiale riscaldato. Ciò provoca la comparsa di un “cuscinetto d’aria” nella zona di contatto disco/pastiglia e(o) una variazione della struttura del materiale. Il fenomeno porta a un calo del valore del coefficiente di attrito, tale da limitare l’efficienza delle guarnizione e da precludere il corretto rallentamento della vettura). La limitazione di questo fenomeno svantaggioso è possibile soltanto attraverso esami di laboratorio adeguati, finalizzati a selezionare una proporzione adeguata dei componenti nelle guarnizioni, nonché un processo di produzione opportuno (in fase di produzione, occorre superare la temperatura di esercizio, in modo tale da eliminare i gas prima ancora che il prodotto sia utilizzato).
Nei test di laboratorio dell’azienda Master-Sport è stata elaborata una miscela speciale destinata allo strato di attrito, aggiungendo bronzo, ceramica e materiali sinterizzati. Grazie a questo accorgimento, le pastiglie Keramik caratterizzate dall’uso di questa tecnologia garantiscono una maggior resistenza alle alte temperature e permettono di eliminare il calore e raffreddare i freni più rapidamente.

Prezzo finale minimo

Il metodo più frequente per l’ottenimento di un prezzo finale ridotto consiste nell’uso di materiali di attrito di qualità scadente, nella limitazione (o all’eliminazione totale) dei test di laboratorio, nonché nella massima semplificazione del processo di produzione. Le innovazioni tecnologiche non sono nemmeno prese in considerazione, trattandosi dell’investimento potenzialmente più caro. Solo le migliori imprese investono nell’automazione dei processi di produzione, permettendo di ridurre i costi di produzione senza influire sul prodotto.