خودروساز تسلا می تواند از آلیاژ فولادی جدید با چاپ سه بعدی برای ساخت خودروهای الکتریکی در آینده استفاده کند.
در بین تمام خودروسازان، تسلا بدون شک نوآورترین به نظر می رسد. به منظور کاهش هزینه ها و افزایش تولید کارخانه، این شرکت تلاش زیادی را برای ساده سازی فرآیند تولید انجام داده است.
یکی از بسیاری از نوآوری های تولیدی آنها استفاده از چیزی است که به عنوان "پرس گیگا" شناخته می شود. این یک ماشین ریخته گری بزرگ است. ایده این است که به جای ساختن ده ها یا صدها قطعه کوچکتر و سپس مونتاژ آنها، چندین قطعه بسیار بزرگ ریخته شود. این مفهوم به طور قابل توجهی کار مورد نیاز برای ساخت یک وسیله نقلیه را کاهش می دهد زیرا بسیاری از قطعات حذف می شوند. همچنین تعمیر و نگهداری را ساده می کند، تلاش های مدیریت قطعات را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان خودرو را افزایش می دهد.
با همه این مزایا، ممکن است تعجب کنید که چرا خودروسازان این کار را زودتر انجام نداده اند.
دلیلی وجود دارد: خنک شدن. هنگامی که فلز مایع بسیار داغ وارد دستگاه ریخته گری می شود و شکل مورد نظر را می گیرد، نیاز به خنک شدن دارد که زمان می برد. این معمولاً مشکلی نیست زیرا قطعات کوچک نسبت حجم به سطح پایینی دارند و به سرعت خنک می شوند. با این حال، اگر قطعه را بزرگ کنید، نسبت تغییر می کند و خنک شدن قطعه بسیار بیشتر طول می کشد. اگر به اندازه کافی خنک نشده باشند، هنگام بیرون کشیدن از دستگاه ریخته گری تغییر شکل می دهند. با این حال، اگر قطعات بیشتر در دستگاه بمانند، بازده بسیار کمتر می شود و فرآیند غیراقتصادی می شود. بنابراین، ریخته گری قبلا برای قطعات کوچکتر در نظر گرفته شده بود.
روش Gigacasting شامل خنک کردن فعال قطعه در سریعترین زمان ممکن است. این امر با گنجاندن کانال های خنک کننده در قالب حاصل می شود. این کانالها مایع خنککنندهای را ارائه میکنند که سرعت خنکسازی قطعه را افزایش میدهد و در نتیجه توان عملیاتی قطعه را از طریق GigaPress افزایش میدهد. چنین اشکالی فقط با استفاده از فناوری چاپ سه بعدی ساخته می شوند. فرآیند اصلی چاپ این است که کانال های پیچیده تعبیه شده در مسیر سطح قالب را می توان به راحتی در CAD ترسیم کرد و با چاپگر سه بعدی فلزی تکثیر کرد.
با این حال، یک مشکل اضافی وجود داشت: خود قالب باید از فولاد ابزار بسیار سخت ساخته می شد تا در برابر استفاده مکرر مقاومت کند. بنابراین فولاد ابزار ویژه به طور خاص برای این منظور توسعه یافت.
بر اساس گزارش MIT، این فلز جدید با استفاده از روش شبیه سازی و پیش بینی مواد پیشرفته به نام "CALPHAD" ساخته شده است. MIT توضیح داد: "تیم شروع به طراحی فلزات جدید با استفاده از CALPHAD، روشی برای محاسبه خواص مواد کردند. با استفاده از مدلهای ترمودینامیکی مواد، تیم قادر به پیشبینی چگونگی رفتار ماده جدید در شرایط مختلف بود."
فلوریان هنگسباخ، محقق، توضیح می دهد: «این بسیار موفقیت آمیز بود. ما یک فولاد ابزار بسیار امیدوارکننده با خواص عالی از نظر رسانایی گرمایی، سختی و چقرمگی طراحی کردهایم که میتواند واقعاً چاپ شود.»
خلاصه: توسعه فناوری پرینت سه بعدی برای صنعت خودرو به منظور ساده سازی فرآیند تولید، کاهش هزینه ها و افزایش تولید.