Công nghệ bồi đắp mở ra kỷ nguyên mới cho ngành sản xuất

36

“Trong quá khứ, các kỹ sư thiết kế thường tự hỏi: Liệu nhà máy có sản xuất được cái này không? Những khó khăn đó đã qua, và những thứ tưởng như quá phức tạp đã không còn là vấn đề. Mục tiêu giờ đây của chúng ta là đạt được thiết kế tối ưu nhất,” Fabrizio Bussi, kỹ sư Aviation Catalyst Engine của GE Aviation, nói.

Thứ Fabrizio nhắc đến chính là sản xuất bồi đắp, một công nghệ mà hiện tại là một lĩnh vực kinh doanh của GE, đang làm thay đổi các ngành công nghiệp. Chúng tôi đang rất kỳ vọng vào tiềm năng phát triển của nó.

Ngày 4/5, tôi có một cuộc thảo luận với cựu BTV của Fast Company Bob Safian tại sự kiện #IndustryIn3D đầu tiên của GE. Tại sự kiện, nhiều nhà phát triển, khách hàng, nhà khoa học và cả vận động viên đua xe hơi Brad Keselowski đã có mặt để chia sẻ những câu chuyện và cơ hội của sản xuất bồi đắp.

Sản xuất bồi đắp vẫn đang trong giai đoạn trứng nước. Ngày nay, theo một nghiên cứu của A.T. Kearney, in 3D đang sản xuất ra 1% bộ phận của toàn thế giới. Tuy nhiên, A.T. Kearney dự đoán rằng giá trị thị trường in 3D sẽ tăng gấp ba từ 8,8 tỷ đô-la Mỹ đến hơn 26 tỷ đô-la Mỹ vào năm 2021. Theo SmartTech, “trong bốn năm qua, dự tính có khoảng 13,3 tỷ đô-la Mỹ được đầu tư vào máy in 3D, vật liệu in, phần mềm in và dịch vụ in. Nhưng trong 10 năm tới, có khả năng sẽ có 280 tỷ đô-la Mỹ được chi vào các giải pháp này”.

Hơn ai hết, tôi tin rằng ngành công nghệ này về cơ bản sẽ thay đổi diện mạo của các ngành công nghiệp liên quan. Nó sẽ mang đến năng suất cao hơn và kết quả tốt hơn cho các khách hàng trong ngành hàng không vũ trụ, y tế, ô tô, năng lượng…

Song, như mọi cuộc chuyển đổi khác, việc này đòi hỏi phải có thời gian, sự kiên trì, và cần con người bước ra khỏi vùng an toàn.

Gần đây, chúng tôi tiến hành một khảo sát cải tiến toàn cầu thường niên với hơn 2.000 chuyên viên trên toàn thế giới chia sẻ về những thứ họ nghĩ đang định hướng cải tiến, công nghệ và tương lai của việc làm. Khi nhắc tới chủ đề sản xuất bồi đắp, thông điệp của họ trở nên rõ ràng: các lĩnh vực kinh doanh liên quan đều tỏ ra hứng thú với triển vọng của ngành sản xuất bồi đắp, tuy nhiên cần rất nhiều thời gian để có thể hoàn toàn mang ngành sản xuất bồi đắp vào ứng dụng và thay đổi hoàn toàn bộ mặt của ngành. Sau đây là một số con số nổi bật:

  • 63% chuyên viên có hứng thú với tiềm năng của sản xuất bồi đắp với nhiều tác động tích cực
  • 91% cho rằng sản xuất bồi đắp sẽ hỗ trợ tăng tính sáng tạo
  • 89% nói nó giúp đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn

Cùng lúc đó:

  • 53% tin rằng nó vẫn chưa phát huy hết tiềm năng, đòi hỏi cần thêm đầu tư vào giáo dục và tăng lòng tin
  • Chỉ 14% cho rằng “in 3D đã thực sự phát huy hiệu quả trên các lĩnh vực kinh doanh.”

Khoảng cách giữa những hứa hẹn và hiệu quả thực tế của công nghệ này còn rất lớn.

Thông điệp mà tôi muốn gửi đến các nhà lãnh đạo, khách hàng, đội ngũ sáng tạo và sinh viên còn đang đứng bên lề cuộc chơi là: nếu một công ty 126-tuổi như GE có thể làm được, thì bạn cũng có thể.

Đội ngũ GE trong các lĩnh vực kinh doanh và Trung tâm nghiên cứu toàn cầu GE đều đã nhận thấy lợi ích của sản xuất bồi đắp. Tôi sẽ lấy hai ví dụ điển hình nhất.

Thứ nhất là ngành hàng không. Aviation Catalyst Engine của GE đã áp dụng in 3D để gắn 855 bộ phận riêng biệt thành 12 phần, tương ứng với 1/3 động cơ được sản xuất bằng công nghệ in 3D. Thiết kế mới giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ 20% và tăng công suất hơn 10% so với các động cơ cùng loại.

Trong lĩnh vực năng lượng, chúng tôi thiết kế mẫu thử nghiệm của vòi phun nhiên liệu cho tuabin HA. Với công nghệ sản xuất bồi đắp, chúng tôi có thể sản xuất các bộ phận của hệ thống đốt của tuabin 9HA, dùng in 3D nhiên liệu để tạo ra nhiều không gian trộn nhiên liệu và không khí, tăng hiệu suất. Tuabin 9HA.02 đã ra đời với hiệu suất cao nhất thị trường ở mức 64%. Kỷ lục thế giới được lập trước đây bởi tuabin của chúng tôi là 63%. Hiệu suất tăng từ 63% lên 64% giúp tiết kiệm hàng triệu đô-la chi phí nhiên liệu cho nhà máy điện khí lớn trong suốt vòng đời của nó. Động cơ khí HA đầu tiên sử dụng các bộ phận in 3D đã được lắp đặt cho một nhà máy điện ở Malaysia.

Chúng tôi hiểu việc phát triển các cơ sở bồi đắp và triển khai công nghệ trong các lĩnh vực kinh doanh của mình là chưa đủ, mà quan trọng hơn là phải hỗ trợ khách hàng, giúp họ tham gia vào cuộc chuyển đổi nữa.

Đó là lí do chúng tôi thành lập GE Additive để bán máy móc, vật liệu và các dịch vụ tư vấn cho khách hàng của GE. Chúng tôi cũng mở Trung tâm trải nghiệm khách hàng ở Munich và Pittsburgh để hỗ trợ họ tốt hơn trong quá trình chuyển đổi. Đó là nơi chúng tôi chia sẻ kiến thức chuyên ngành đã được tích lũy từ hơn một thập kỷ và chuyên môn trong lĩnh vực sản xuất bồi đắp giúp khách hàng quyết định được phương thức và địa điểm phù hợp nhất để áp dụng công nghệ này vào các hoạt động kinh doanh của họ. Tại đây, khách hàng được đào tạo về công nghệ, có thể phối hợp và tái thiết kế danh mục sản phẩm của họ, học cách chọn nhiên liệu phù hợp với sản phẩm và xây dựng toàn bộ quy trình vận hành bồi đắp.

Họ đã và đang nhận thấy những kết quả thực tế của chương trình này.

Ví dụ, Stryker Corporation, một công ty công nghệ y tế có sử dụng máy của GE Additive đang sản xuất bộ phận cấy ghép y tế titan có bề mặt độc đáo, thúc đẩy sự tăng trưởng xương bên trong bộ phận được cấy ghép. Bề mặt này được tạo ra chỉ bằng kỹ thuật in 3D. Stryker đã cung cấp cho hàng trăm nghìn bộ phận loại này, giúp các bác sỹ cải thiện cuộc sống hàng ngày của nhiều người bị ảnh hưởng bởi những căn bệnh họ mắc phải.

Một khách hàng khác dùng máy bồi đắp là Optisys LLC. Họ sản xuất những ăng-ten bằng kim loại siêu nhỏ với độ tinh xảo cao bằng in 3D cho ngành hàng không vũ trụ. Thế hệ ăng-ten tần số vô tuyến tiếp theo sẽ được tạo ra bằng sản xuất bồi đắp, giảm số lượng bộ phận từ 100 xuống còn 1, khối lượng của sản phẩm cũng giảm 95%. Thời gian sản xuất được cắt giảm từ 11 tháng xuống chỉ còn 2 tháng.

Ông John Haller, Phó Giám đốc Cung ứng toàn cầu của Stryker nói: “Khi nhà thiết kế có thể sáng tạo mà không gặp rào cản gì, đó là khi sản xuất bồi đắp cất cánh”.

Chú thích: Sản xuất bồi đắp, bao gồm in 3D, cho phép các nhà thiết kế tự do sản xuất các sản phẩm nhẹ hơn, hiệu suất cao hơn, nhiều tính năng hơn với chi phí thấp hơn. Máy in 3D có thể in các bộ phận từ một file máy tính. Kim loại được nung chảy bằng laze và chùm electron rồi phun từng lớp mỏng lên nhau cho đến khi tạo ra bộ phận hoàn chỉnh. Ngược lại, khi làm ra các vật thể bằng cách truyền thống, người ta thường phải “gọt” một khối vật liệu đến khi thành hình. Quy trình mới làm thay đổi cách các công ty tạo ra sản phẩm và làm kinh doanh. Nó cải thiện chất lượng, hiệu suất và năng suất của việc sản xuất, giảm chi phí tồn kho và thời gian phát triển.

John Flannery, CEO của GE

 

BÌNH LUẬN CỦA BẠN