Nieka Systems in 3D vật liệu Inconel 625 cho vòng lặp nhiệt độ nhanh
Thách thức
Yêu cầu vật liệu chịu được nhiệt độ cao và theo kịp vòng lặp nhanh
Nieka Systems sản xuất các thiết bị chuẩn bị mẫu. Khách hàng là các công ty trong ngành khai thác và sản xuất xi măng. Các máy móc của Nieka chuẩn bị các mẫu quặng hoặc xi măng trên các đĩa thủy tinh. Mà sau này, chúng dùng để phân tích thành phần chính xác của mẫu.
Các mẫu vật liệu được nấu chảy trong chén nung bạch kim. Sau đó, chúng được rót vào khuôn bạch kim đã được nung nóng. Quá trình nấu chảy xảy ra ở nhiệt độ lên tới 1000 độ C. Sau đó, hỗn hợp được rót vào khuôn và được làm nguội nhanh chóng. Do đó, thành phần bên trong thiết bị nhiệt hạch của Nieka cần phải làm từ vật liệu chịu được nhiệt độ cao và theo kịp vòng lặp nhanh.
Hình 1: Inconel 625 là một siêu hợp kim gốc nickel có thể chịu được nhiệt độ lên tới khoảng 1000 độ C
Chi phí thuê ngoài in 3D vật liệu Inconel 625 không theo kịp nhu cầu
Inconel là một siêu hợp kim gốc nickel có thể chịu được nhiệt độ lên tới khoảng 1000 độ C. Vật liệu phù hợp cho các gá chén nung và gá khuôn đặt trên các vòi đốt khí. Ban đầu, Nieka Systems xem xét sử dụng phương án gia công CNC. Nhưng việc sản xuất chi phí khá cao so với kinh phí của họ. Hơn nữa, thời gian sản xuất quá lâu.
Do đó, họ chuyển sang sử dụng dịch vụ in 3D. Họ in 3D Inconel 625 bằng công nghệ nung kết kim loại trực tiếp (DMLS). Ban đầu chi phí thuê dịch vụ in sử dụng công nghệ này rất hấp dẫn. Nhưng sau này, chi phí bắt đầu tăng lên và thời gian sản xuất cũng thay đổi, khó dự đoán. Nieka bắt đầu lo ngại. Liệu có thể theo kịp nhu cầu về sản phẩm của khách hàng từ 20 quốc gia trên thế giới.
Hình 2: Gá chén nung đặt giữ mẫu tại đúng vị trí khi nung nóng.
“NHỜ LẮP ĐẶT MÁY IN 3D METAL X MÀ CHÚNG TÔI TỰ CHẾ TẠO ĐƯỢC CHI TIẾT NGAY TẠI XƯỞNG”.
— Tiến sĩ, Louis Croisetiere, Sáng lập công ty Nieka Systems
Giải pháp
Tự in 3D vật liệu Inconel 625 ngay tại xưởng
Tuy thành công với công nghệ in 3D DMLS nhưng Louis Croisetiere muốn tìm kiếm giải pháp tối ưu hơn. Không những chi phí thấp hơn, nhanh hơn mà thời gian sản xuất dễ dự đoán hơn. Ông quyết định đã đến lúc tự sản xuất các chi tiết này ngay tại xưởng. Ông tìm cách cắt giảm chi phí thuê ngoài và rút ngắn thời gian sản xuất. Nhưng ông vẫn muốn một giải pháp an toàn, dễ sử dụng và phù hợp với ngân sách. Sau khi xem xét kỹ lưỡng thị trường in 3D, Louis và các công sự đã lựa chọn mua máy in 3D Markforged. Bởi Markforged có giải pháp sẵn sàng cho thị trường và nhiều năm kinh nghiệm chuyên môn. Công ty đã đầu tư mua máy in kim loại Metal X và hai máy in vật liệu composite.
Hình 3: Gá chén nung in 3D Markforged bên trái và gá chén nung in 3D DMLS bên phải.
Kết quả
Hai loại máy in 3D Markforged với vật liệu có độ cứng cao đã được đưa vào vận hành. Chiếc máy giúp tự do chỉnh sửa các mẫu thiết kế sản phẩm thật dễ dàng. Từ tạo mẫu nhanh bằng vật liệu composite đến sản xuất chi tiết thật bằng in 3D Inconel 625. Tất cả các máy in đều được đưa vào vận hành. “Sử dụng máy in 3D giúp chúng tôi giảm thiểu lắp ráp bộ phận, tự do thiết kế. Tối ưu hơn rất nhiều so với sử dụng phương pháp truyền thống”. Ông Croisetière cho biết. Giờ đây, họ có thể in một mẻ mẫu tương tự ngay tại xưởng. Chi phí rẻ hơn 10 lần. Thời gian chỉ mất 4 ngày thay vì 4 tuần như trước đây. Trong năm nay, công ty đã tiết kiệm 80,000 USD cho riêng chi phí tạo mẫu.
“KHÔNG NHỮNG MÁY IN METAL X GIÚP TIẾT KIỆM CHI PHÍ, IN MẪU NHANH HƠN MÀ CÒN BIẾT CHÍNH XÁC THỜI GIAN GIAO HÀNG VÀ TỰ DO THIẾT KẾ.”
— Louis Croisetiere, Tiến sĩ, Người sáng lập công ty Nieka Systems
Dự định sắp tới
Không những máy in Markforged dùng để in tạo mẫu trong nghiên cứu phát triển sản phẩm mà còn sử dụng để in đồ gá lắp ráp có thể sử dụng được ngay. Nieka Systems tăng tốc quá trình phát triển sản phẩm, giảm thiểu thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. Máy in Metal X được đầu tư cho mục đích in chén nung và đồ gá chén nung nhiệt độ cao. Nhưng, giờ đây, công ty còn sử dụng để in các chi tiết máy khác. Ông Croisetiere cho biết. “Một vài thiết kế mới của chúng tôi có được là nhờ công nghệ in 3D. Do đó, có thể coi in 3D đã thay đổi tư duy thiết kế của chúng tôi.
Nguồn tin: https://markforged.com
