Hợp kim nhôm có ưu điểm là độ bền cao, chống ăn mòn và khả năng tái chế mạnh mẽ, và được coi là vật liệu lý tưởng cho ô tô nhẹ. In 3D cộng với hợp kim nhôm đã được các nhà sản xuất sử dụng để phát triển các bộ phận đặc biệt bao gồm các hình học phức tạp và các kênh làm mát tuân thủ. Tuy nhiên, do lợi ích kinh tế thấp nên công nghệ này chưa được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô, đúc và mở khuôn vẫn là phương thức sản xuất chủ đạo. Làm thế nào để giải quyết chi phí cao của in 3D và thực sự thúc đẩy nó sản xuất hàng loạt là cơ hội và thách thức đối với các công ty in 3D.
Alloy Enterprises, một công ty khởi nghiệp về in 3D, đã phát triển một quy trình in 3D mới được thiết kế để cung cấp các bộ phận bằng nhôm dày đặc hoàn toàn có năng suất cao, cho phép các nhà sản xuất mở rộng quy mô từ tạo mẫu đến sản xuất hàng loạt. Quy trình liên kết khuếch tán chọn lọc này, được thiết kế cho nhôm, sử dụng nhôm dạng vảy độc quyền làm nguyên liệu thô, thay vì bột. Điều này được hiểu rằng quy trình mới này sẽ có thể mở rộng quy mô sản xuất, giảm chi phí và nâng cao tính an toàn và dễ sử dụng; đồng thời, nó sẽ giúp in 3D được ứng dụng rộng rãi hơn trong các ngành dọc như ô tô và công nghiệp, và cuối cùng thay thế các vật đúc truyền thống như đúc thủ công.
Hướng tới sản xuất hàng loạt, chất liệu là chìa khóa
Liên kết khuếch tán chọn lọc là một quá trình dựa trên tấm là một loại chế tạo rắn nhiều lớp. Về nguyên liệu, công ty không phát minh ra phương pháp sản xuất mới để sản xuất nguyên liệu nhôm mới của họ mà thu được bằng cách sử dụng quy trình cán nhôm tương tự được sử dụng cho giấy nhôm và lon nước ngọt. Người ta nói rằng chi phí là 1/25 của bột nhôm. Ngoài chi phí, không sử dụng bột còn loại bỏ các công đoạn như nướng, rây, khử bột. Nhôm cuộn không có các nguy cơ vốn có đối với bột kim loại, quá trình này không yêu cầu thiết bị bảo hộ như mặt nạ phòng độc hoặc kho bảo quản đặc biệt, và không có nguy cơ nổ vật liệu.
2 máy hợp tác, cắt và dán
Liên kết khuếch tán chọn lọc sử dụng 2 máy. Máy đầu tiên, được gọi là Máy xây dựng, sử dụng tia laser để cắt đường viền của một bộ phận và xếp chồng các tấm, sau đó áp dụng chất ức chế lên các khu vực nhất định của vật liệu để tạo thành giá đỡ. Đồng thời, máy cũng có thể quét và kiểm tra từng lớp để đảm bảo chất lượng sản phẩm và nâng cao tỷ lệ in thành công.
Sau khi hoàn tất, người vận hành chuyển bộ phận này sang máy Bond. Trong máy này, các bộ phận trải qua quá trình liên kết khuếch tán để hợp nhất các tấm vật liệu với nhau, ngoại trừ các khu vực được phủ chất ức chế. Trong quá trình liên kết khuếch tán, các tấm được xếp chồng lên nhau thành một phần vật liệu, sau đó vật liệu hỗ trợ được lấy ra và xử lý nhiệt để có được phần cuối cùng.
Giống như các vật đúc thông thường, hoàn thiện thứ cấp có thể được thực hiện bằng CNC, nhưng in 3D có thể tạo ra các hình học phức tạp và các kênh làm mát phù hợp so với đúc. Ngoài ra, được sản xuất bằng hợp kim nhôm có độ bền cao (chẳng hạn như 6061), cơ tính của nó vượt trội hơn các bộ phận đúc truyền thống, và thời gian yêu cầu ngắn hơn.
Để thực hiện được việc sản xuất hàng loạt kim loại trên thực tế, cần có nhiều công nghệ mới hơn. Chúng tôi cũng kỳ vọng những đổi mới tương tự từ các doanh nghiệp trong nước, sẽ mang đến nhiều bất ngờ cho thị trường in 3D trong tương lai.