Sự kết hợp giữa ô tô và công nghệ in 3D không còn chỉ giới hạn ở những mẫu xe ý tưởng. Ngày nay, công nghệ in 3D được ứng dụng rộng rãi trong toàn bộ ngành công nghiệp ô tô—từ nghiên cứu và phát triển (R&D) xe hơi đến sản xuất thử nghiệm, các thiết bị và khuôn mẫu trên dây chuyền sản xuất, các tùy chỉnh theo yêu cầu và thậm chí cả sản xuất hàng loạt.
Tập đoàn Dongfeng Motor , một trong những nhà sản xuất ô tô hàng đầu Trung Quốc, luôn tiên phong trong việc ứng dụng công nghệ in 3D thiêu kết laser chọn lọc (SLS) để nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và đẩy nhanh chu kỳ phát triển.
Hiểu về các linh kiện và vật liệu trong ngành ô tô
Một chiếc ô tô hiện đại bao gồm hàng nghìn bộ phận—thường từ 10,000 đến 20,000 chi tiết—được chia thành các hệ thống chính như động cơ, khung gầm, thân xe và thiết bị điện. Các bộ phận này được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau, được phân loại rộng rãi thành kim loại và phi kim loại.
Các bộ phận phi kim loại bao gồm các chi tiết trang trí nội thất, ngoại thất, gioăng và lốp xe, chiếm một phần đáng kể trọng lượng và chức năng của xe.
Trong giai đoạn thiết kế và nghiên cứu phát triển, nếu mục tiêu chủ yếu là xác minh kích thước và lắp ráp, hầu hết các bộ phận không yêu cầu độ chính xác cao đều có thể được sản xuất bằng công nghệ in 3D. Điều này cho phép các kỹ sư kiểm tra độ khớp, sự thẳng hàng và thiết kế tổng thể mà không cần dựa vào các phương pháp sản xuất truyền thống.
Tuy nhiên, việc kiểm chứng chức năng, sản xuất theo lô nhỏ và sản xuất các bộ phận sử dụng cuối cùng bị hạn chế hơn do những giới hạn hiện tại của vật liệu và quy trình in 3D.
Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của công nghệ in 3D đã mở rộng đáng kể các ứng dụng của nó trong ngành phát triển ô tô, tạo ra những khả năng mới cho việc tạo mẫu thử nghiệm, hỗ trợ sản xuất và các linh kiện sử dụng cuối cùng.
Vỏ túi khí gia cường bằng sợi carbon, được in 3D bởi Joyson Safety Systems sử dụng công nghệ SLS.
Ứng dụng công nghệ in 3D SLS của Tập đoàn Dongfeng Motor
Trong lĩnh vực ô tô, Tập đoàn Dongfeng Motor đã áp dụng công nghệ in 3D SLS để sản xuất các bộ phận nguyên mẫu trong quá trình sản xuất thử nghiệm các mẫu xe mới.
Ví dụ, bảng điều khiển trung tâm của một chiếc xe nguyên mẫu được in bằng vật liệu Precimid1172Pro GF30 BLK của TPM3D , một loại nylon 12 được gia cường 30% sợi thủy tinh, có độ bền và khả năng chống va đập tuyệt vời. Tương tự, vỏ hộp phân phối được in bằng Precimid1172Pro , một loại nylon 12 thông dụng kết hợp hiệu suất cơ học tốt với chất lượng bề mặt nhẵn mịn.
Bằng cách sử dụng công nghệ in 3D SLS, Tập đoàn Dongfeng Motor Group loại bỏ nhu cầu sử dụng phương pháp ép phun truyền thống hoặc gia công CNC cho các linh kiện nhựa này. Điều này giúp đơn giản hóa quy trình sản xuất nguyên mẫu, giảm chi phí thuê ngoài và giảm thiểu rủi ro rò rỉ sở hữu trí tuệ từ các mô hình nguyên mẫu.
Ứng dụng rộng rãi hơn trong ngành công nghiệp ô tô
Các nhà sản xuất ô tô khác, chẳng hạn như GAC Group , cũng đã khám phá công nghệ SLS cho nhiều ứng dụng rộng rãi hơn. Các bộ phận được in bằng công nghệ SLS hiện được sử dụng cho các chi tiết trang trí nội thất và ngoại thất, hệ thống trao đổi nhiệt, các bộ phận hệ thống truyền động, các bộ phận khung gầm, và nhiều hơn nữa. Công nghệ này hỗ trợ nhiều loại kiểm định, bao gồm kiểm tra ngoại hình, độ bền cấu trúc, độ khớp lắp ráp và kiểm tra tính tiện dụng, trên hàng chục loại linh kiện khác nhau.
Trước đây, quy trình thuê ngoài để tạo mẫu thử nghiệm yêu cầu nhiều bước – nộp đơn đặt hàng, phê duyệt chi phí, liên hệ nhà cung cấp, giao hàng, nhận hàng và nghiệm thu – mất từ hai đến ba tuần. Với công nghệ in 3D SLS nội bộ, quy trình này đã được tinh giản chỉ còn bốn bước: nộp đơn đặt hàng, in ấn, nhận hàng và nghiệm thu. Việc kiểm tra xác nhận giờ đây có thể bắt đầu chỉ trong vòng bốn ngày, tất cả đều được thực hiện trong nội bộ công ty, giúp cải thiện hiệu quả đáng kể.
Tương lai của công nghệ in 3D trong sản xuất ô tô
Các ví dụ của Tập đoàn Dongfeng Motor và Tập đoàn GAC cho thấy in 3D không còn chỉ là công cụ dành cho xe concept mà là yếu tố then chốt thúc đẩy nghiên cứu và phát triển, sản xuất thử nghiệm, và thậm chí cả sản xuất theo yêu cầu của khách hàng trong ngành ô tô hiện đại. Khi công nghệ này tiếp tục phát triển, phạm vi các bộ phận và ứng dụng phù hợp với in 3D sẽ mở rộng, tích hợp hơn nữa công nghệ sản xuất bồi đắp vào toàn bộ vòng đời của ngành công nghiệp ô tô—từ thiết kế và tạo mẫu đến sản xuất và giao hàng cuối cùng.
Kết luận: Hiệu quả, Giảm chi phí và Đổi mới
Bằng việc áp dụng công nghệ in 3D SLS, Tập đoàn Dongfeng Motor đã đẩy nhanh chu kỳ nghiên cứu và phát triển, giảm chi phí, đơn giản hóa quy trình sản xuất và tăng cường quyền kiểm soát sở hữu trí tuệ. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, vai trò của in 3D trong ngành công nghiệp ô tô dự kiến sẽ tăng trưởng tương ứng, mở ra những cơ hội mới cho sự đổi mới và hiệu quả trên toàn ngành.
