ผู้ผลิตรถยนต์เทสลาสามารถใช้โลหะผสมเหล็กพิมพ์ 3 มิติใหม่เพื่อสร้างรถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต
ในบรรดาผู้ผลิตรถยนต์ทั้งหมด ไม่ต้องสงสัยเลยว่า Tesla เป็นนวัตกรรมที่ล้ำหน้าที่สุด เพื่อลดต้นทุนและเพิ่มผลผลิตในโรงงาน บริษัทได้ใช้ความพยายามอย่างมากในการลดความซับซ้อนของกระบวนการผลิต
หนึ่งในนวัตกรรมการผลิตจำนวนมากของพวกเขาคือการใช้สิ่งที่เรียกว่า "Giga press" นี่คือเครื่องหล่อขนาดใหญ่ แนวคิดคือการหล่อชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่มากหลายๆ ชิ้น แทนที่จะทำชิ้นส่วนเล็กๆ หลายสิบหรือหลายร้อยชิ้นแล้วประกอบเข้าด้วยกัน แนวคิดนี้ช่วยลดแรงงานที่จำเป็นในการสร้างยานพาหนะได้อย่างมาก เนื่องจากชิ้นส่วนต่างๆ ถูกตัดออกไป นอกจากนี้ยังช่วยลดความยุ่งยากในการบำรุงรักษา ลดความพยายามในการจัดการชิ้นส่วน และเพิ่มความน่าเชื่อถือของรถ
ด้วยประโยชน์ทั้งหมดเหล่านี้ หลายคนอาจสงสัยว่าทำไมผู้ผลิตรถยนต์ไม่ดำเนินการให้เร็วกว่านี้
มีเหตุผล: ความเย็น เมื่อโลหะเหลวที่ร้อนจัดเข้าสู่เครื่องหล่อและได้รูปทรงที่ต้องการ จะต้องทำให้เย็นลงซึ่งต้องใช้เวลา โดยปกติจะไม่เป็นปัญหาเนื่องจากชิ้นส่วนขนาดเล็กมีอัตราส่วนพื้นที่ปริมาตรต่อพื้นผิวต่ำและเย็นลงอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม หากคุณขยายชิ้นส่วน อัตราส่วนจะเปลี่ยนไปและส่วนนั้นจะใช้เวลาเย็นกว่ามาก หากระบายความร้อนไม่เพียงพอ จะทำให้เสียรูปเมื่อดึงออกจากเครื่องหล่อ อย่างไรก็ตาม หากชิ้นส่วนอยู่ในเครื่องจักรนานขึ้น ผลผลิตก็จะต่ำลงมาก และกระบวนการก็ไม่ประหยัด ดังนั้นการหล่อจึงสงวนไว้สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กก่อนหน้านี้
วิธีการ gigacasting ประกอบด้วยการทำให้ชิ้นส่วนเย็นลงอย่างรวดเร็วที่สุด ทำได้โดยการรวมช่องระบายความร้อนไว้ในแม่พิมพ์ ช่องเหล่านี้ส่งน้ำหล่อเย็นที่เพิ่มอัตราการระบายความร้อนของชิ้นส่วน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มปริมาณงานผ่าน GigaPress รูปร่างดังกล่าวสามารถทำได้โดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเท่านั้น กระบวนการพิมพ์หลักคือช่องที่ซับซ้อนที่ฝังอยู่ในเส้นทางพื้นผิวของแม่พิมพ์สามารถวาดได้ง่ายใน CAD และทำซ้ำด้วยเครื่องพิมพ์โลหะ 3 มิติ
อย่างไรก็ตาม มีปัญหาเพิ่มเติมคือ ตัวแม่พิมพ์เองต้องทำจากเหล็กกล้าเครื่องมือที่แข็งมากเพื่อให้สามารถทนต่อการใช้งานซ้ำได้ เหล็กกล้าเครื่องมือพิเศษจึงถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อการนี้โดยเฉพาะ
โลหะชนิดใหม่ได้รับการพัฒนาโดยใช้การจำลองวัสดุขั้นสูงและวิธีการทำนายที่เรียกว่า "CALPHAD" ตามรายงานของ MIT "ทีมงานเริ่มออกแบบโลหะใหม่โดยใช้ CALPHAD ซึ่งเป็นวิธีการคำนวณคุณสมบัติของวัสดุ การใช้แบบจำลองวัสดุทางอุณหพลศาสตร์ ทีมงานสามารถคาดการณ์ว่าวัสดุใหม่จะมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน" MIT อธิบาย
"นั่นประสบความสำเร็จอย่างมาก" นักวิจัย Florian Hengsbach อธิบาย "เราได้ออกแบบเหล็กกล้าเครื่องมือที่มีแนวโน้มว่าจะมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมในแง่ของการนำความร้อน ความแข็ง และความเหนียวที่สามารถพิมพ์ได้จริง"
สรุป: การพัฒนาเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์เพื่อลดความซับซ้อนของกระบวนการผลิต ลดต้นทุน และเพิ่มการผลิต