Công nghệ in 3D kim loại (Phần 2)

Phần trước của bài viết đã trình bày qua về hai phương pháp in 3D kim loại phổ biến là phương pháp PBF và phương pháp DED. Trong phần này, bài viết xin tiếp tục giới thiệu những ứng dụng của công nghệ in 3D kim loại cho trong các ngành sản xuất.

So với công nghệ gia công chi tiết cơ khí theo phương pháp cắt gọt truyền thống, công nghệ in 3D kim loại có những lợi thế ưu việt hơn và được ứng dụng trong nhiều ngành cơ khí công nghệ cao. Ứng dụng trong ngành công nghiệp máy bay

Chế tạo máy bay được gọi là đỉnh cao của ngành cơ khí chế tạo với các yêu cầu rất cao:

• Linh kiện máy bay có hình dạng rất phức tạp cùng cấu trúc chịu lực dạng thành, dạng tấm mỏng khó chế tạo. Nếu gia công bằng phương pháp cắt gọt phôi thông thường thì khối lượng phoi tạo thành rất lớn, tốn thời gian gia công và năng lượng sử dụng. • Các hợp kim dùng để chế tạo các linh kiện cũng khó cắt gọt, đặt biệt là các hợp kim titan có độ cứng lớn nên khó gia công. • Sản lượng các chi tiết chế tạo thường nhỏ nên không thể chế tạo với số lượng lớn, chi phí chế tạo cao.

Với công nghệ in 3D kim loại, việc chế tạo các linh kiện hầu như hoàn toàn tận dụng hầu như 100% lượng bột kim loại nguyên liệu. Hình dạng các chi tiết chế tạo bằng công nghệ in 3D được tối ưu hóa sao cho giảm khối lượng linh kiện mà vẫn đảm bảo được khả năng chịu lực. Gia công linh kiện không bị ảnh hưởng nhiều loại vật liệu khác nhau và có giá thành rẻ hơn so với việc đầu tư nguyên một dây truyền khi gia công theo phương pháp truyền thống.

Ứng dụng trong công nghiệp chế tạo ô tô và công nghệ đúc

Hiện nay, ngành công nghiệp ô tô đang ứng dụng công nghệ in 3D kim loại như một công cụ quan trong quá trình thiết kế và chế tạo bởi công nghệ in 3D kim loại giúp chế tạo được các mẫu linh kiện nhanh chóng. Hơn nữa với công nghệ này ngày càng có ưu thế trong việc chế tạo các chi tiết có hình dạng phức tạp và rất có khả năng sẽ thay thế công nghệ đúc trong tương lai không xa.

Ứng dụng trong phục hồi, sửa chữa khuôn mẫu

Trong lĩnh vực sửa chữa khuôn mẫu, sự kết hợp giữa công nghệ in 3D kim loại theo phương pháp DED và công nghệ CNC cho phép sửa chữa khuôn mẫu một cách hiệu quả. Trong quá trình sửa chữa khuôn, sẽ có một lớp vật liệu kim loại mới được đắp vào các vị trí của khuôn cần sửa chữa. Sau đó, khuôn sẽ được mang đi gia công lại bề mặt các vị trí phủ kim loại này sao cho đúng với biên dạng khuôn ban đầu.

Ngoài ra, công nghệ in 3D kim loại còn cho phép đắp phủ lên bề mặt làm việc của khuôn một lớp kim loại có các tính năng làm việc cao hơn, sau đó các biên dạng của khuôn mới được gia công CNC. Phương pháp này giúp đảm bảo tuổi thọ làm việc của khuôn cao hơn và giảm giá thành vật liệu chế tạo.

Kết luận:

Có thể nói rằng, công nghệ in 3D kim loại đã mở ra một kỷ nguyên mới trong ngành công nghiệp chế tạo.Với nhiều tính ưu việt, công nghệ in 3D kim loại sẽ hoàn toàn có thể thay thế một số công nghệ trong thời gian sắp tới. Tuy vậy để thực hiện được mục tiêu này, một số vấn đề vẫn cần được tiếp tục được cải thiện như: Chất lượng bề mặt của chi tiết sau chế tạo còn thấp, vẫn cần gia công lại theo yêu cầu chất lượng; Giá thành các máy in 3D kim loại và bột kim loại sử dụng cho quá trình in vẫn còn rất đắt so với thị trường và chưa thể cạnh tranh với các phương pháp gia công cũ; Kích thước chế tạo bị giới hạn bởi thiết bị in.

Văn phòng NSCL tổng hợp