יצרנית הרכב טסלה יכולה להשתמש בסגסוגת פלדה חדשה מודפסת בתלת מימד כדי לבנות מכוניות חשמליות בעתיד.
מבין כל יצרניות הרכב, טסלה ללא ספק נראית כחדשנית ביותר. על מנת להפחית עלויות ולהגדיל את תפוקת המפעל, החברה השקיעה מאמצים רבים בפישוט תהליך הייצור.
אחד מחידושי הייצור הרבים שלהם הוא השימוש במה שמכונה "מכבש גיגה". זו מכונת יציקה גדולה. הרעיון הוא ליצוק כמה חלקים גדולים מאוד במקום לייצר עשרות או מאות חלקים קטנים יותר ואז להרכיב אותם. תפיסה זו מפחיתה משמעותית את העבודה הנדרשת לבניית רכב מכיוון שחלקים רבים מתבטלים. זה גם מפשט את התחזוקה, מפחית מאמצי ניהול חלקים ומגביר את אמינות הרכב.
עם כל היתרונות הללו, אפשר לתהות מדוע יצרניות הרכב לא עשו זאת מוקדם יותר.
יש סיבה: קירור. כאשר המתכת הנוזלית החמה מאוד נכנסת למכונת היציקה ויוצרת את הצורה הרצויה, היא צריכה להתקרר, וזה לוקח זמן. בדרך כלל זו אינה בעיה מכיוון שלחלקים קטנים יש יחס נפח-לשטח נמוך ומתקררים במהירות. עם זאת, אם אתה מגדיל את החלק, היחס משתנה ולחלק לוקח הרבה יותר זמן להתקרר. אם הם לא מקוררים מספיק, הם מתעוותים כאשר נשלפים אותם ממכונת היציקה. עם זאת, אם החלקים נשארים במכונה זמן רב יותר, התשואה נמוכה בהרבה והתהליך הופך ללא חסכוני. לכן, היציקה הייתה שמורה בעבר לחלקים קטנים יותר.
שיטת ה-gigacasting מורכבת מקירור אקטיבי של החלק במהירות האפשרית. זה מושג על ידי הכללת תעלות קירור בתבנית. ערוצים אלו מספקים נוזל קירור שמגביר את קצב הקירור של החלק, ובכך מגדיל את תפוקת החלק דרך ה-GigaPress. ניתן ליצור צורות כאלה רק באמצעות טכנולוגיית הדפסה תלת מימדית. תהליך ההדפסה העיקרי הוא שניתן לצייר בקלות את הערוצים המורכבים המוטמעים בנתיב משטח התבנית ב-CAD ולשכפל במדפסת תלת מימד מתכתית.
עם זאת, הייתה בעיה נוספת: התבנית עצמה הייתה צריכה להיות עשויה מפלדת כלי קשיחה במיוחד כדי לעמוד בשימוש חוזר. לכן פותחה פלדת כלי מיוחד במיוחד למטרה זו.
המתכת החדשה פותחה באמצעות שיטת הדמיית חומרים מתקדמת וחיזוי בשם "CALPHAD", על פי דו"ח של MIT. "הצוות יצא לתכנן מתכות חדשות באמצעות CALPHAD, שיטה לחישוב תכונות החומר. באמצעות מודלים של חומרים תרמודינמיים, הצוות הצליח לחזות כיצד החומר החדש יתנהג בתנאים שונים", הסביר MIT.
"זה היה מאוד מוצלח", מסביר החוקר פלוריאן הנגסבאך. "עיצבנו פלדת כלי עבודה מבטיחה מאוד עם תכונות מצוינות מבחינת מוליכות תרמית, קשיות וקשיחות שניתן למעשה להדפיס."
תקציר: פיתוח טכנולוגיית הדפסת תלת מימד לתעשיית הרכב כדי לפשט את תהליך הייצור, להפחית עלויות ולהגדיל את הייצור.