Nhà sản xuất ô tô Tesla có thể sử dụng hợp kim thép in 3D mới để chế tạo ô tô điện trong tương lai.
Trong tất cả các nhà sản xuất ô tô, Tesla chắc chắn là hãng sáng tạo nhất. Để giảm chi phí và tăng sản lượng nhà máy, công ty đã nỗ lực rất nhiều trong việc đơn giản hóa quy trình sản xuất.
Một trong những đổi mới sản xuất của họ là việc sử dụng cái được gọi là "máy ép Giga". Đây là một máy đúc lớn. Ý tưởng là đúc một số bộ phận rất lớn thay vì tạo ra hàng chục hoặc hàng trăm bộ phận nhỏ hơn và sau đó lắp ráp chúng. Khái niệm này làm giảm đáng kể lao động cần thiết để chế tạo một chiếc xe vì nhiều bộ phận được loại bỏ. Nó cũng đơn giản hóa việc bảo trì, giảm nỗ lực quản lý các bộ phận và tăng độ tin cậy của xe.
Với tất cả những lợi ích này, người ta có thể tự hỏi tại sao các nhà sản xuất ô tô không làm điều này sớm hơn.
Có một lý do: làm mát. Khi kim loại lỏng rất nóng đi vào máy đúc và tạo thành hình dạng mong muốn, nó cần phải làm nguội, điều này mất nhiều thời gian. Đây thường không phải là vấn đề vì các bộ phận nhỏ có tỷ lệ thể tích trên diện tích bề mặt thấp và nhanh chóng nguội đi. Tuy nhiên, nếu bạn phóng to một phần, tỷ lệ sẽ thay đổi và phần đó sẽ mất nhiều thời gian hơn để nguội. Nếu chúng không được làm mát đủ, chúng sẽ biến dạng khi kéo ra khỏi máy đúc. Tuy nhiên, nếu các bộ phận ở trong máy lâu hơn, năng suất sẽ thấp hơn nhiều và quá trình này trở nên không kinh tế. Do đó, việc đúc trước đây được dành cho các bộ phận nhỏ hơn.
Phương pháp gigacasting bao gồm tích cực làm mát bộ phận càng nhanh càng tốt. Điều này đạt được bằng cách bao gồm các kênh làm mát trong khuôn. Các kênh này cung cấp chất làm mát làm tăng tốc độ làm mát của bộ phận, do đó tăng thông lượng bộ phận thông qua GigaPress. Những hình dạng như vậy chỉ có thể được tạo ra bằng công nghệ in 3D. Quá trình in chính là các kênh phức tạp được nhúng trong đường dẫn bề mặt khuôn có thể được vẽ dễ dàng trong CAD và tái tạo bằng máy in 3D kim loại
Tuy nhiên, có một vấn đề khác: bản thân khuôn phải được làm bằng thép công cụ cực kỳ cứng để có thể sử dụng nhiều lần. Do đó, thép công cụ đặc biệt đã được phát triển đặc biệt cho mục đích này.
Theo một báo cáo của MIT, kim loại mới được phát triển bằng phương pháp mô phỏng và dự đoán vật liệu tiên tiến có tên là "CALPHAD". MIT giải thích: "Nhóm bắt đầu thiết kế kim loại mới bằng cách sử dụng CALPHAD, một phương pháp để tính toán các đặc tính của vật liệu. Sử dụng các mô hình vật liệu nhiệt động lực học, nhóm có thể dự đoán vật liệu mới sẽ hoạt động như thế nào trong các điều kiện khác nhau".
"Điều đó đã rất thành công," nhà nghiên cứu Florian Hengsbach giải thích. "Chúng tôi đã thiết kế một loại thép công cụ rất hứa hẹn với các đặc tính tuyệt vời về độ dẫn nhiệt, độ cứng và độ dẻo dai có thể thực sự in được."
Tóm tắt: Sự phát triển của công nghệ in 3D cho ngành công nghiệp ô tô nhằm đơn giản hóa quá trình sản xuất, giảm chi phí và tăng sản lượng.