In 3D kim loại - Xu hướng công nghệ tiềm năng trong tương lai

Ngày 26/7/2023 Khoa Kỹ thuật Cơ điện và Máy tính phối hợp cùng Công ty TNHH Công nghệ Sáng tạo Vinnotek và hãng SLM Solutions (Đức) tổ chức Hội thảo METAMAN 2023 chủ đề “Công nghệ in 3D kim loại”.

Công nghệ in 3D kim loại là công nghệ tạo ra các sản phẩm in bằng kim loại, giúp khắc phục được những nhược điểm của công nghệ in 3D truyền thống trước đó để cho ra những sản phẩm có độ bền cao hơn. Ngoài ra, chúng còn giúp đẩy nhanh quá trình sản xuất, từ đó tiết kiệm thời gian lẫn chi phí cho doanh nghiệp. Các vật liệu được sử dụng phổ biến trong công nghệ in 3D kim loại như thép, siêu hợp kim, titan,  đồng, nhôm. Trên thế giới, công nghệ in 3D kim loại đang dần hoàn thiện và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau. In 3D kim loại sẽ giúp dễ dàng hơn trong việc tạo mẫu, nghiên cứu đặc tính cơ lý vật liệu và giúp thay đổi hoàn toàn xu hướng gia công các chi tiết cơ khí chính xác trong tương lai. 

Được xem là một trong những sự kiện lớn nhất về mảng in 3D kim loại tổ chức trong năm nay tại Việt Nam, hội thảo METAMAN 2023 quy tụ những chuyên gia và kỹ sư từ trong và ngoài nước để trao đổi thông tin, kiến thức về hướng phát triển, ứng dụng in 3D kim loại vào các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục các ngành thuộc khối ngành sức khỏe, công nghệ ô tô, hàng không vũ trụ và năng lượng. Đây cũng là dịp để sinh viên khối ngành Kỹ thuật nói riêng và sinh viên yêu thích tìm hiểu mảng in 3D nói chung được chia sẻ những bài học quý, những thành tựu đột phá trong quá trình phát triển và sản xuất sản phẩm. Ngoài những bài tham luận tham gia trình bày trong hai phiên chuyên đề, nhiều tình huống trực quan cũng được báo cáo, phân tích, đem đến nhiều góc nhìn chuyên sâu.

TS. Lê Hùng Tiến - Trưởng khoa Kỹ thuật Cơ- Điện và Máy tính cho biết: “Chú trọng việc bồi dưỡng và đào tạo nhân tài, Khoa Kỹ thuật Cơ - Điện và Máy tính từ lâu đã phát triển mối quan hệ hữu nghị bền vững với những đơn vị công nghệ hàng đầu cả ở trong nước và quốc tế. Hội thảo “METAMAN 2023” không chỉ là cơ hội để các bạn sinh viên có sự tiếp cận gần gũi hơn với thị trường sản xuất đột phá của công nghệ in 3D kim loại, mà còn là mối quan hệ hợp tác bền vững giữa doanh nghiệp với các trường cao đẳng, đại học.”

Ông Đậu Văn Huân - Giám đốc Điều hành của Công ty TNHH Công nghệ Sáng tạo Vinnotek cho biết các ứng dụng của công nghệ in 3D kim loại đang ngày càng phát triển rộng rãi, thâm nhập sâu vào mọi khía cạnh trong đời sống và mở ra tiềm năng to lớn. Trong tương lai, đây sẽ là một trong những xu hướng nắm vai trò quan trọng và chi phối toàn bộ nền sản xuất công nghiệp nặng.

Trong lĩnh vực y khoa, chăm sóc sức khỏe con người, công nghệ in 3D kim loại đã mang đến một cuộc cách mạng lớn, cho phép nhà khoa học có thể tạo ra những, mô hình mô phỏng chính xác các bộ phận trong cơ thể con người, phục vụ  mục đích giảng dạy hoặc nghiên cứu. Trong chẩn đoán, điều trị và sản xuất các dạng thuốc và thiết bị y tế, in 3D kim loại được công nhận là một biện pháp hữu hiệu để tạo ra các sản phẩm tùy chỉnh, phù hợp với mục đích điều trị trên từng cá thể bệnh nhân, đặc biệt là những đối tượng người già và trẻ em. 

Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và công nghệ ô tô, năng lượng là những ngành ứng dụng công nghệ 3D kim loại nhiều nhất. Không chỉ mang lại nhiều lợi thế, công nghệ in 3D kim loại còn thay thế các quy trình cũ với chi phí đầu vào tối thiểu, tối ưu hóa trọng lượng, thời gian nhưng vẫn tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt. Với khả năng sáng tạo của con người, nhiều sản phẩm in kim loại 3D với công năng mới ra đời. Các thành phẩm được tạo ra bằng in 3D kim loại không chỉ nhằm mục đích thử nghiệm, dựng mẫu mà còn góp phần lớn trong việc tạo ra một chiếc xe hoàn chỉnh.

Với 2 chuyên đề chính “Công nghệ in 3D Kim loại: Ứng dụng trong lĩnh vực Y tế” và “Công nghệ in 3D Kim loại: Ứng dụng trong công nghệ ô tô, hàng không vũ trụ và năng lượng”, các diễn giả là các chuyên gia hàng đầu đến từ SLM Solutions, Materlise và Hexagon cùng chia sẻ những lý do giúp cho ngành in kim loại 3D (Metal Additive Manufacturing) thành công và đạt được những thành tựu đột phá trong quá trình phát triển và sản xuất sản phẩm.

Chuyên đề 1 “Công nghệ in 3D Kim loại: Ứng dụng trong lĩnh vực Y tế”

Trong xu hướng chăm sóc sức khỏe năm 2023, sự đột phá thành tựu của công nghệ in 3D kim loại được tích hợp trong lĩnh vực y tế theo định hướng điều trị cá nhân hóa đang dần phát triển và phổ biến. Diễn giả Fanny Soh cũng nhấn mạnh ý nghĩa của việc mở rộng phương pháp điều trị này là đi từ việc giúp đỡ một bệnh nhân đến giúp đỡ hàng triệu người khác. 

Theo ông Santosh Ner, các giải pháp phần mềm Simufact cho phép người sử dụng mô phỏng quy trình tạo hình, ghép nối cũng như quy trình sản xuất bồi đắp bằng kim loại nhằm tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó giảm chi phí, sản phẩm phân phối  đến thị trường cũng được đảm bảo cả vấn đề thời gian và chất lượng. Chia sẻ thêm với khách mời tham gia hội thảo, Diễn giả Santosh Ner cũng cho biết, giải pháp Simufact Additive đã có một bước tiến mới khi là giải pháp phần mềm được thiết kế để dự đoán và bù đắp cho biến dạng, ứng suất dư và phân bố nhiệt trong suốt quá trình in, xử lý nhiệt, ép nóng đẳng tĩnh (HIP) trước khi các bộ phận được sản xuất bằng máy in kim loại 3D thực tế. 

Các nhà sản xuất thiết bị y tế đang ngày càng áp dụng công nghệ sản xuất bồi đắp kim loại để sản xuất thiết bị y tế và bộ phận giả nha khoa. Ông Lu Zhen cũng chia sẻ thêm rằng các vật liệu do SLM Solutions cung cấp đều đạt tiêu chuẩn về hóa học, cấu trúc hình cầu, phân bố kích thước hạt, độ khô và khả năng chảy. Các thiết kế được tối ưu hóa cho quy trình SLM và những thiết kế tùy chỉnh theo giải phẫu của bệnh nhân có thể mang lại lợi thế về năng suất và chi phí cho người dùng so với các quy trình sản xuất thông thường. 

Chuyên đề 2 “Công nghệ in 3D Kim loại: Ứng dụng trong công nghệ ô tô, hàng không vũ trụ và năng lượng”

Qua nghiên cứu và thực tiễn doanh nghiệp, các nhà sản xuất phụ tùng gốc (OEM) ô tô hàng đầu và vốn cấp 1 đã xây dựng chuỗi cung ứng theo yêu cầu tại địa phương để có cách tiếp cận thị trường nhanh hơn, vừa giảm chi phí trong vấn đề cải thiện chức năng hiệu suất, vừa thu hẹp khoảng cách giữa sản xuất nguyên liệu mẫu và sản xuất hàng hàng loạt. Ông Li cũng cho biết thêm, SLM Solutions là đối tác chiến lược mạnh mẽ, lâu dài của Divergent 3D trong việc cung cấp phần cứng và phần mềm in kim loại 3D dành riêng cho hệ thống sản xuất thích ứng Divergent.

Nhận định ngày càng có nhiều cơ sở sản xuất bồi đắp (AM) được xây dựng trên toàn cầu, ông Lim nhấn mạnh sản xuất bồi đắp là công nghệ đột phá, có tiềm năng biến đổi sản xuất công nghiệp. Sự phát triển mạnh mẽ sản xuất bồi đắp trong lĩnh vực kim loại chính là cơ hội để sinh viên khối ngành kỹ thuật phát huy thế mạnh, bồi dưỡng thêm kỹ năng và chuyên môn trong những lĩnh vực việc làm tiềm năng.

Vượt ra khỏi khuôn mẫu của những giờ học trên giảng đường, hoạt động giao lưu, kết nối cùng chuyên gia đầu ngành được Trường Đại học Văn Lang đầu tư như một cách thúc đẩy tinh thần sáng tạo ở người học, giúp các bạn cập nhật những xu hướng mới, được truyền cảm hứng để trở thành thế hệ vững kiến thức, giỏi kỹ năng, tự tin tiên phong trong lĩnh vực chuyên môn mình đang theo đuổi.

Tin: Nhật Trường
Hình: Vĩnh Khang - Đắc Khánh