Ứng dụng công nghệ in 3D trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô

Việc ứng dụng công nghệ in 3D trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô đã đem đến nhiều cơ hội phát triển nhanh chóng. Không giống như những ngày đầu, chỉ dừng ở việc chế tạo nguyên mẫu, công nghệ in 3D ngày nay đã có thể trực tiếp tham gia vào quá trình sản xuất hàng loại các bộ phận, linh kiện sử dụng cuối cùng. Điều này đã giúp ngành công nghiệp sản xuất ô tô giảm chi phí đáng kể nhưng vẫn đem đến hiệu suất cao, tăng giá trị cho chuỗi cung ứng. Để tìm hiểu thêm về ứng dụng này, hãy cùng 3D Vạn Lộc theo dõi bài viết sau đây nhé!

Điểm vượt trội của in 3D so với phương pháp truyền thống

Trong những năm gần đây, nhiều nhà sản xuất ô tô, linh kiện hay nội thất ô tô đều bắt đầu tìm hiểu, nghiên cứu và ứng dụng công nghệ in 3D. Qua một thời gian ứng dụng, công nghệ in 3D đã cho thấy nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp sản xuất truyền thống như:

1, Tự do thiết kế và tùy chỉnh: Công nghệ in 3D đem lại sự tự do thiết kế và sáng tạo không ngừng. Nhà sản xuất có thể yêu cầu thiết các bộ phận, động cơ, linh kiện, phụ tùng ô tô giúp tối ưu về trọng lượng hoặc cải thiện luồng không khí. Kết hớp với các vật liệu an toàn cho người sử dụng để tạo ra những mô hình xe ô tô thân thiện với môi trường. Các thiết kế này có thể làm mẫu thử nghiệm, sau đó tính hành nghiên cứu kiểm tra và tùy chỉnh sao cho đạt chất lượng và hiệu quả tốt nhất.

2, Khả năng in chính xác và chi tiết cao: In 3D cung cấp độ chính xác và chi tiết cao cho phép các kỹ sư, nhà thiết kế tạo ra những chi tiết phức tạp khó có thể sản xuất bằng phương pháp truyền thống, hoặc có thể sản xuất nhưng tốn nhiều chi phí và nguồn nhân lực chuyên môn cao. Với ưu điểm này, các bộ phận, linh kiện phức tạp sẽ đảm bảo độ tương thích tốt, hoạt động hiệu quả và tối ưu tính năng. Nhà sản xuất sẽ không cần tốn quá nhiều công sức để điều chỉnh thủ công.

3, Rút ngắn thời gian sản xuất và hoàn thiện: Với tốc độ in nhanh chóng, công nghệ in 3D giúp tăng tốc quá trình sản xuất và cung ứng nhanh chóng, đáp ứng nhu cầu trên thị trường. Các máy in 3D với công suất hoạt động cao, thể tích lớn có thể in hàng loạt các sản phẩm trong thời gian ngắn. Một số công nghệ như SLA với độ mịn bề mặt cao giúp cắt giảm thời gian cho quá trình gia công, xử lý hậu kỳ và hoàn thiện sản phẩm sau in.

4, Tính hiệu quả về chi phí: So với các phương pháp truyền thống, sản xuất theo dây chuyền và mất nhiều công đoạn gia công. Công nghệ in 3D cung cấp một phương pháp sản xuất nhanh chónh và chính xác giúp nhà sản xuất có thể giảm đáng kể chi phí và nguồn lao động gia công. Mặt khác, in 3D chỉ sử dụng một lượng vật liệu nhất định để chế tạo ra một bộ phận cho nên giảm lãng phí vật liệu và các chi phí liên quan. Bên cạnh đó, in 3D cũng giảm chi phí tồn kho khi các bộ phận chỉ cần được in theo yêu cầu đơn hàng.

5, Nhiều vật liệu với đặc tính cơ học tốt: Để đáp ứng yêu cầu về độ bền, tính cơ học tốt và độ dẻo dai, lĩnh vực in 3D đã nghiên cứu ra nhiều loại vật liệu cho phép nhà sản xuất tạo ra những bộ phận, linh kiện, phụ tùng ô tô đảm bảo chất lượng tốt nhất.

Công nghệ in 3D đem lại khả năng in chính xác, chi tiết, tự do thiết kế và tiết kiệm chi phí cho ngành công nghiệp sản xuất ô tô

Các ứng dụng của công nghệ in 3D trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô

Tạo nguyên mẫu và thử nghiệm

Các nhà sản xuất ô tô đã tận dụng công nghệ in 3D để tạo ra những mẫu thử nghiệm chức năng, thiết bị thử nghiệm để tiến hành đánh giá tính hiệu quả, độ bền bỉ trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt. Đây là giai đoạn quan trọng trong bất kỳ khâu sản xuất nào, việc ứng dụng in 3D sẽ giúp giảm chi phí về tài lực, vật lực và thời gian trước khi đưa sản phẩm hoàn thiện ra thị trường. Nhiều doanh nghiệp đã dùng công nghệ in 3D để tạo mẫu thử nghiệm các bộ phận như vỏ động cơ, bộ lọc gió, hệ thống truyền động.

Chế tạo bộ phận, hệ thống truyền động

In 3D có thể sản xuất các bộ phận phức tạp của hệ thống truyền động như động cơ, hộp số, ống xả,... với độ chính xác cao, giảm trọng lượng và cải tiến hiệu suất. Điển hình như các kỹ sư tại nhà máy RM Motors của Ba Lan đã sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất hệ thống ống xả ô tô từ loại vật liệu cách nhiệt, dễ dàng điều chỉnh thành những hình dạng cụ thể một cách nhanh chóng và linh hoạt.

Sản xuất phụ tùng thay thế, linh kiện ô tô 

Việc chế tạo các bộ phận bị hỏng hoặc bị mất đối với một chiếc ô tô cổ điển thường cần dùng tới những tài liệu thiết kế cũ, ảnh chụp hoặc bất kể phụ tùng, linh kiện nào còn liên quan. Với in 3D, các nhà sản xuất, sửa chữa có thể sản xuất phụ tùng thay thế cho các dòng xe đã ngừng sản xuất, bao gồm nắp van và chi tiết bên trong động cơ, bảng điều khiển, vô lăng, cánh gió, hộp số,... Bằng cách phục chế dựa trên qua in 3D hoặc thông qua kỹ thuật đảo ngược, nhà sản xuất có thể tái tạo lại các bộ phận bị hỏng này. Ngoài ra, các nhà sản xuất có thể tạo ra phụ tùng thay thế, linh kiện ô tô theo yêu cầu mà không cần giữ một kho lớn.

Sản xuất nội thất, ngoại thất ô tô

Nhờ khả năng in đã dạng, vật liệu có tính cơ học cao, các nhà sản xuất đã dùng in 3D để tạo ra các trang thiết bị cho nội thất bên trong xe như: vô lăng ô tô, bảng điều khiển, quạt hút điều hòa, cần gạt, tay vịn cửa, ghế xe... Hay phụ tùng ngoại thất ô tô như khung xe, động cơ, bánh xe, bảng hiệu, đèn xe, logo xe hơi, gương chiếu hậu, cản trước và sau, lưới tản nhiệt,... cũng có thể sản xuất vằng công nghệ in 3D.

Công nghệ in 3D được ứng dụng để sản xuất phụ tùng, linh kiện, bộ phận thay thế cho ngành công nghiệp ô tô

>>> Xem thêm: Dịch vụ in 3D theo yêu cầu tại 3D Vạn Lộc

Thách thức và tiềm năng phát triển của in 3D trong sản xuất ô tô

1. Thách thức

- Chi phí vật liệu cao: Dù có khả năng tạo ra các bộ phận phức tạp, nhưng chi phí nguyên liệu in 3D, đặc biệt là các loại hợp kim hoặc vật liệu cao cấp, vẫn còn khá cao

- Tốc độ sản xuất hạn chế: Thời gian in 3D một bộ phận lớn hoặc phức tạp có thể lâu hơn, khiến nó chưa phù hợp với các dây chuyền sản xuất hàng loạt.

- Độ bền và chất lượng sản phẩm: In 3D phù hợp với các bộ phận có độ phức tạp cao và khối lượng nhỏ, nhưng để đạt độ bền và độ ổn định cao tương đương với các bộ phận sản xuất truyền thống thì vẫn cần có thêm các nghiên cứu.

2. Tiềm năng

- Tối ưu hóa chi phí: Khi chi phí sản xuất vật liệu và tốc độ in 3D tiếp tục được cải thiện, công nghệ này sẽ giúp giảm thời gian từ giai đoạn thiết kế đến sản xuất thực tế. Khả năng tạo nguyên mẫu nhanh chóng giúp các hãng ô tô thử nghiệm và tinh chỉnh sản phẩm nhanh hơn, từ đó đưa ra thị trường sớm hơn.

- Phát triển vật liệu mới: Nghiên cứu và phát triển vật liệu in 3D như hợp kim nhẹ, chịu lực tốt hoặc các vật liệu tái chế mở ra tiềm năng mới và thân thiện với môi trường. Những vật liệu này không chỉ giúp giảm trọng lượng xe mà còn có thể cải thiện độ bền và khả năng chịu nhiệt cho các bộ phận ô tô, làm tăng hiệu quả và giảm phát thải.

In 3D sản xuất ô tô trong tương lai sẽ được nghiên cứu và phát triển nhiều vật liệu có độ bền và nhẹ hơn

Các tập đoàn, công ty đã ứng dụng công nghệ in 3D trong sản xuất ô tô

Tập đoàn BMW: BMW là một trong những tập đoàn sản xuất nhiều hãng xe nổi tiếng top đầu thế giới, đã sử dụng công nghệ in 3D kim loại để sản xuất các bộ phận cho xe từ năm 2010.

Tập đoàn Ford: Ford đã chế tạo thành công chiếc máy in 3D đầu tiên vào năm 2017 có khả năng sản xuất phụ tùng ô tô có khối lượng nhẹ và thiết kế đặc biệt. Đồng thời sản xuất các phụ tùng xe hơi này có thể được cá nhân hóa với hiệu suất nhiên liệu cao hơn. 

Tập đoàn Toyota: Toyota là tập đoàn sử hữu nhiều nhà máy ô tô lớn trên toàn thế giới. Tại châu Âu, một trong những nhà máy lớn nhất chuyên lắp ráp động cơ ô tô Toyota đã sử dụng công cụ tùy chỉnh in 3D trên dây chuyền sản xuất trong nhiều năm. Một số phân khúc được thực hiện nhờ trên công nghệ in 3D như đồ gá dùng để cố định, định vị, các bộ phận khác...

>>> Xem thêm: Báo giá in 3D cập nhật mới nhất

Tổng kết

Việc ứng dụng công nghệ in 3D trong ngành sản xuất ô tô đã giúp các nhà sản xuất chế tạo ra nhiều sản phẩm có độ chính xác và độ phức tạp cao hơn. Đồng thời giảm chi phí và thời gian nhằm tối ưu quy trình sản xuất, vừa cung ứng kịp thời lại không gây lãng phí vật liệu và nguồn lực khác. Có thể cho tới nay, công nghệ in 3D vẫn còn tồn tại những thách thức trong ngành sản xuất ô tô, tuy nhiên với sự bùng nổ của khoa học kỹ thuật, chúng ta có thể thất được tác động của in 3D đến ngành công nghiệp này như thế nào trong tương lai sắp tới. Tóm lại, Công nghệ in 3D đã đóng vai trò thúc đẩy sự tăng trưởng và đem lại nhiều giá trị cho ngành công nghiệp ô tô.