Audi sử dụng máy in 3D kim loại của SLM Solutions để in các phụ tùng theo yêu cầu

SLM Solutions Group AG phối hợp mật thiết với công ty Audi AG trong một thời gian dài. Công ty sử dụng in 3D kim loại công nghệ thiêu kết laze kim loại (SLM) để tạo mẫu nhanh và linh kiện đơn chiếc theo yêu cầu đặc biệt. Ví dụ, hệ thống làm mát của động cơ xe Audi W12 được in 3D bằng hệ thống máy SLM 280.

audi ag slm solutions 780x405

Hình 1: Hình ảnh hãng SLM Solutions Group AG và công ty Audi AG phối hợp chế tạo hệ thông làm mát
cho động cơ xe Aidi W12 trên dòng máy SLM 280  

Công nghệ in 3D kim loại mở ra cánh cửa hoàn toàn mới trong nghiên cứu phát triển sản phẩm, thiết kế và sản xuất. Hiện nay, công nghệ này ứng dụng rất thành công trong ngành ô tô. Ưu điểm lớn nhất của công nghệ in 3D là chế tạo được các linh kiện phức tạp, khó chế tạo hoặc chi phí sản xuất quá cao nếu sử dụng phương pháp truyền thống. Các linh kiện nhỏ có độ phức tạp cao và ít phụ thuộc vào chi phí là những nguyên tắc cần cho việc in 3D.

Hãng Audi AG tận dụng những ưu điểm của công nghệ in 3D kim loại nhằm ứng dụng trong sản xuất các linh kiện đặc biệt. Trong thị trường ngách, các linh kiện đầu tiên đã ra đời bằng công nghệ in 3D kim loại SLM Solutions. Đó là các linh kiện được in 3D theo yêu cầu, linh kiện gốc như hệ thống làm mát của đông cơ xe Audi W12.

“Sản xuất đơn chiếc theo yêu cầu là mục tiêu của chúng tôi. Điều này đảm bảo linh kiện mẫu gốc với số lượng ít và đã được kiểm chứng giúp tiết kiệm hơn trong tương lai. Các trung tâm in tại khu vực sẽ đơn giản hóa việc luân chuyển và lưu trữ.”
— Tiến sĩ Alexander Schmid, Quản lí hậu mãi tại Audi AG

Hệ thống máy in 3D dòng SLM 280 được chứng minh là hoàn toàn phù hợp trong ngành công nghiệp ô tô. Các chi tiết kim loại chất lượng cao được in 3D dựa trên dữ liệu CAD. Với kích thước bàn in 280x280x365 mm3, cung cấp không gian in lớn cùng với lớp bột in cũng như công nghệ đa chùm tia laze đã được cấp bằng sáng chế. Các tia laze công suất 700W chiếu lên vùng in thông qua quét 3D quang học giúp in mẫu rất nhanh. Hệ thống có độ tin cậy cao là nhờ vào năng suất vượt trội, chất lượng cao và khả năng xử lí bột an toàn.

Công việc tạo mẫu được cách mạng hóa nhờ công nghệ này. Bởi với in 3D kim loại, linh kiện có thể được chế tạo rất nhanh, đi thẳng từ bản vẽ thiết kế đến sản phẩm.

“Tự do trong thiết kế với công nghệ in 3D thực sự thú vị. Các mẫu và linh kiện được in 3D kim loại theo yêu cầu phù hợp hơn so với phương pháp truyền thống là nhờ vào thiết kế hình học tự do. Khả năng chịu tải tốt, tương đương với linh kiện kim loại nếu chế tạo bằng phương pháp truyền thống. Minh chứng là hệ thống làm mát của động cơ W12 của hãng xe Aidi. Thậm chí các linh kiện chịu áp lực cao như piston cũng có thể in 3D được. Chứng tỏ đặc tính vật liệu in 3D hoàn toàn phù hợp. Vì vật liệu được in từng lớp một nên có thể tác động đến cấu trúc vi mô. Do đó, các tính chất cơ học có sự khác biệt lớn so với thành phần vật liệu được sản xuất thông thường.
— Harald Eibisch, tại phòng Phát triển công nghệ của AUDI AG

metal 3d printed water connectors for audi w12 engine

Hình 2: Hệ thống làm mát của động cơ xe Audi W12

Bộ phận nghiên cứu góp phần quan trọng không nhỏ trong lĩnh vực in 3D. Tiến sĩ Ruben Heid,  tại phòng Phát triển công nghệ của AUDI AG bổ sung: Theo quy tắc chung, một chi tiết phù hợp với in 3D khi mà nó nhỏ hơn, phức tạp hơn và ít nhạy cảm với chi phí hơn. Quy trình in bồi đắp cho chúng ta rất nhiều thời gian, ví dụ, nếu một bộ phận cần phải xử lí các chức năng bổ sung như làm mát hoặc chức năng dòng điện. Quy trình mới này cũng mang lại lợi ích trong việc giảm trọng lượng.

Ralf Frohwerk, Trưởng bộ phận phát triển kinh doanh toàn cầu của SLM Solutions Group AG đã khẳng định: “Sự tin tưởng của các nhà sản xuất ô tô trong in 3D kim loại đang gia tăng hàng ngày.” Nhờ có sự hiểu biết ngày càng tăng “trên thực tế và cả lý thuyết” về các thiết kế 3D phù hợp, các thiết kế trước đây không thể tưởng tượng được đối với các bộ phận của xe đang được tạo ra. Biết rằng gần như mọi nhà sản xuất ô tô cũng có các chương trình ra mắt xe với số lượng nhỏ hơn 2000-3000 chiếc mỗi năm trong danh mục đầu tư của mình, hiện nay cũng có các bộ phận đúc áp lực nhôm, ví dụ, nó có thể được sản xuất tiết kiệm hơn bằng cách sử dụng các quy trình in bồi đắp.

Bài viết liên quan