Ứng dụng máy in 3D kim loại

Khối van thủy lực cho Hiệu suất cao

In 3D cho các chi tiết có trọng lượng nhẹ

Sản xuất bồi đắp cho các ứng dụng hiệu suất cao

VTT

Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Phần Lan VTT Ltd là tổ chức nghiên cứu đa ngành lớn nhất ở Bắc Âu. Cung cấp các giải pháp công nghệ và dịch vụ cao cấp tân tiến. VTT là một tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận, được thành lập vào năm 1942 vì mục đích khoa học và công cộng. VTT ban đầu là chữ viết tắt của từ tiếng Phần Lan "Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus" (Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Nhà nước).

VTT cung cấp các dịch vụ nghiên cứu và phát triển cho một số ngành công nghiệp sử dụng các công nghệ cao này. Thông qua mạng lưới khoa học và công nghệ quốc tế, VTT nhằm mục đích tạo ra thông tin, nâng cao kiến thức về công nghệ, tạo ra việc làm thông minh và giá trị gia tăng cho các bên liên quan. VTT có 2.834 nhân viên, trong đó 81% có bằng đại học và 26% bằng sau đại học. Có 1.510 khách hàng, trong đó 865 là các công ty trong nước, 385 công ty nước ngoài và 220 tổ chức công. VTT có danh mục bằng sáng chế gồm hơn 1.200 bằng sáng chế và 605 bài báo khoa học được đánh giá chuyên nghiệp.

In 3D các chi tiết hiệu suất cao, giá thành rẻ và trọng lượng nhẹ

Sản xuất bồi đắp (Additive Manufacturing) đang mở ra những cơ hội mới bằng cách giải phóng thiết kế khỏi những hạn chế của quy trình sản xuất truyền thống, cho phép thiết kế linh động và đẩy nhanh thời gian đưa sản phẩm ra thị trường. Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật VTT của Phần Lan và Nurmi Cylinders Oy đã cùng nhau phát triển một khối van thủy lực có độ tin cậy cao, tiết kiệm chi phí và được in 3D, nhẹ hơn 66% so với chi tiết ban đầu.

In 3D, còn được gọi là công nghệ sản xuất bồi đắp hoặc công nghệ AM, cho phép sản xuất các vật thể có gần như bất kì hình dạng nào mà không có những hạn chế liên quan đến các phương pháp sản xuất truyền thống. Kết hợp với thiết kế tiên tiến và các kỹ thuật tối ưu hóa, tiết kiệm chi phí từ việc in 3D đã hỗ trợ cho quá trình thiết kế và mô phỏng, giúp hạn chế việc lặp đi lặp lại thiết kế. Công nghệ này cũng cho phép hoạt động sản xuất số lượng ít, chỉ một lần, và loại bỏ các chi phí phát sinh liên quan đến việc thay đổi.

Một khối van thủy lực mới đã được phát triển bởi VTT và Nurmi Cylinders với một thiết kế đã được tối ưu hóa để tận dụng tối đa lợi ích của việc in 3D. Kết quả là sản phẩm nhỏ hơn 66% so với không gian thiết kế ban đầu và giảm 76% so với khối van truyền thống sản xuất - giúp tiết kiệm trọng lượng, không gian và vật liệu. Khối van, được sử dụng để điều khiển các xi lanh thủy lực hoạt động bởi áp lực truyền qua dầu thủy lực, ví dụ như dùng trong cần trục. Theo truyền thống, các rãnh bên trong khối van được tạo ra bằng các mũi khoan thẳng và tròn trong một khối vật liệu rắn. Thêm vào đó, cần phải khoan thêm một số mũi khoan phụ trợ, sau đó được bịt lại và tạo ra một sự rò rỉ tiềm năng. Với in 3D, các rãnh của khối van có thể được tối ưu hóa để tiết kiệm dòng chảy và không gian tốt hơn, và không có khả năng bị rò rỉ vì việc khoan phụ thêm không còn cần thiết nữa.

"Sử dụng laser cho in kim loại 3D khá mới ở Phần Lan. Bột kim loại được trải đều từng lớp một và tia laser đốt cháy bột kim loại, từng lớp, từng lớp để tạo ra hình dạng mong muốn. Những vật liệu mới độc đáo đang được phát triển để đưa ra thị trường những sản phẩm với các tính năng và thiết kế mới chưa từng có. Chúng tôi đã phân tích chi phí sản xuất và xác định chi phí được cắt giảm. Trong tương lai, kỹ thuật này sẽ mở rộng khả năng hơn cho các nhà thiết kế, bởi vì sản phẩm sản xuất không bị giới hạn trong các hình dạng truyền thống nữa ", Petri Laakso, kĩ sư cao cấp của VTT cho biết.

Cùng với việc kết hợp các dự án tư nhân, VTT đã tham gia dự án kéo dài hai năm vào tháng 11 năm 2014 nhằm tạo ra dự án kinh doanh mới tại Phần Lan với việc sử dụng công nghệ in 3D. Dự án tổng thể bao gồm các dự án của riêng các công ty và dự án nghiên cứu của VTT, trong đó các công ty cũng tham gia. Tekes, các công ty tham gia và VTT đang tài trợ kinh phí 3 triệu euro. Dự án này là một phần của chương trình VTT dành cho các ngành công nghiệp mũi nhọn và các dự án dành cho các công ty khởi nghiệp SME .

Khối van thuỷ lực với hiệu suất cao

  • Tiềm năng mới từ công nghệ in 3D kim loại
  • Khối Van thủy lực được dựng bằng các hệ thống của công nghệ SLM
  • Nhỏ hơn 66% so với thiết kế ban đầu
  • Tiết kiệm trọng lượng, không gian và vật liệu
  • Loại bỏ nguy cơ rò rỉ nhờ sử dụng thiết kế được cải tiến