CUỘC CÁCH MẠNG CÔNG NGHỆ ĐÚC

Các nhà nghiên cứu Ôxtrâylia nghiên cứu nhiều năm trong lĩnh vực luyện kim vừa tạo ra một phát minh đáng ngạc nhiên, có thể làm thay đổi phương thức tạo hình kim loại trên thế giới. Công nghệ Đúc luyện kim  Sol-Gel Thuận nghịch Tiên tiến (tính chất của một số gel hóa lỏng, khi chịu các lực dao động như sóng siêu âm hoặc thậm chí chỉ lắc và sau đó rắn trở lại khi đứng yên), tên tiếng Anh là Advanced Thixotropic Metallurgy – ATM, của Cơ quan Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Thịnh vượng chung (Commonwealth Scientific & Industrial Research Organisation, viết tắt là CSIRO) hiện đang ở giai đoạn thử nghiệm cuối cùng và các kết quả dự báo một kỷ nguyên mới của công nghệ đúc áp lực nén ép cao, chất lượng cao.

Công nghệ ATM đặc biệt phù hợp với hợp kim nhôm hoặc magiê, có chi phí thấp, đồng thời đạt chất lượng cao trong nhiều ứng dụng chế tạo sản phẩm, từ các chi tiết của ôtô, đến vỏ điện thoại di động, máy tính xách tay và camera.

Các công nghệ đúc áp lực nén ép cao truyền thống là cho kim loại nóng chảy vào khuôn đúc tạo hình qua các kênh nhỏ gọi là rãnh dẫn, thường có rãnh dẫn tràn ở bề mặt tháo của khuôn để giảm thiểu/cải thiện độ rỗng (độ xốp) của vật liệu.

Theo Barrie Finnin thuộc CSIRO, phương pháp của CSIRO là cách tư duy hoàn toàn mới về thiết kế rãnh dẫn. Phương pháp ngược lại với công nghệ đúc áp lực hiện nay dựa trên cơ sở các lỗ mở rãnh dẫn lớn hơn và đổ khuôn nóng hơn để giảm lỗ rỗng, là “kẻ thù” của máy đúc áp lực. ATM là hệ thống kết hợp nguyên lý dùng nguyên liệu bán đóng rắn (kim loại nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn) và các rãnh dẫn hẹp hơn, có rãnh dẫn tràn nhỏ, giảm được chi phí chế tạo sản phẩm đúc. Công nghệ ATM có nhiều ưu thế: giảm được tỷ lệ hàng phế phẩm, giảm thời gian chế tạo, giảm chi phí nhân công, thiết bị của hệ thống có thể áp dụng cho hầu hết các máy móc hiện nay.

Finnin cho biết, hiệu quả của phương pháp ATM là sản phẩm đúc có lỗ rỗng cực kỳ ít và rất ít phế phẩm. Công nghệ đúc ATM là công nghệ mang tính đột phá, đang được CSIRO đăng ký bằng sáng chế. Công nghệ này được gắn với tên gọi “Hệ thống rãnh dẫn mới của Ôxtrâylia”. Tác động thương mại của công nghệ ATM của CSIRO sẽ rất lớn, nhờ sự phát triển công cụ thiết kế phần mềm CSIRO cho phép giảm đáng kể chi phí và thời gian đưa ra thị trường.

Các ứng dụng sớm của công nghệ đã bị chậm do nhu cầu mô phỏng và lập mô hình bằng máy tính, tốn kém và mất thời gian, cần có kỹ năng chuyên ngành để mô phỏng các hình dạng phức tạp và phân tích dữ liệu.

Theo Finnin, trong khoảng thời gian giữa hai lần sửa chữa, các nhà nghiên cứu đã có thể thiết kế hệ thống rãnh dẫn ATM cho vỏ ôtô bằng hợp kim nhôm (ADC12) và thực hiện thử nghiệm tại Hãng Đúc Nissan của Ôxtrâylia chỉ trong có 1 ngày.

Jenny Law, Nhà điều phối Nghiên cứu và Phát triển của Hãng Nissan cho biết, thử nghiệm đã rất thành công, các chi tiết đều đạt tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm của Hãng Nissan: kết quả thử nghiệm bằng tia X cho thấy đạt chất lượng tương đương, một số sản phẩm còn vượt trội hơn so với sản phẩm sản xuất bằng phương pháp đúc áp lực nén ép cao thông thường.

Công nghệ ATM của CSIRO có các ưu điểm sau:

– Giảm diện tích thiết kế, dẫn đến khả năng sử dụng thiết bị nhỏ hơn thiết bị đúc áp lực thông thường hoặc có thể tạo nhiều hốc khuôn ép hơn trên một khuôn;
– Chu trình thời gian chế tạo ngắn hơn, dẫn đến cải thiện năng suất thiết bị
– Vi cấu trúc tinh hơn (dẫn đến độ bền gia tăng);
– Có khả năng thiết kế lại các chi tiết có mặt cắt mỏng hơn, dẫn đến giảm trọng lượng/chi phí;
– Mở rộng giới hạn thiết kế các chi tiết vượt ngoài tầm của thiết bị đúc áp lực thông thường;
– Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng.
Nhóm nghiên cứu công nghệ ATM của CSIRO thuộc về Cơ quan Elaborately Transformed Metals của CSIRO, là đội ngũ nghiên cứu gồm 80 kỹ sư, nhà khoa học và nhà kỹ thuật trình độ nghiên cứu và phát triển tầm cỡ thế giới, chú trọng vào gia công kim loại tiên tiến và hợp kim nhẹ, máy công cụ, đúc, ghép. Nhóm nghiên cứu có nhiều kinh nghiệm về sản xuất vật liệu nhôm, magiê và titan.
ATM được bảo hộ bởi nhiều sáng chế của quốc tế. Li xăng và hỗ trợ công nghệ ATM hiện đã có ở Ôxtrâylia và CSIRO đang thảo luận với nhiều hãng chế tạo nước ngoài về bán giấy phép sử dụng công nghệ này.
Hiện nay, ngày càng có nhiều thỏa thuận hợp đồng li xăng được hoàn tất với các bên mua li xăng ở Bắc Mỹ và châu Âu.

Bài Viết Liên Quan