Thân xe bằng hợp kim magiê và nắp hộp pin bị làm mờ trong các bức ảnh mới được công bố nhưng không rõ các bộ phận này sẽ được sử dụng như thế nào. Ảnh: SCMP.
Cụ thể, các nhà nghiên cứu ở Trung Quốc cho biết họ đã phát triển các bộ phận ô tô hợp kim magiê siêu lớn có thể giảm đáng kể chi phí sản xuất ô tô và thúc đẩy các thiết kế xe nhẹ.
Theo thông tin từ Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Quốc gia về Hợp kim Magiê (CCMg) tại Đại học Trùng Khánh, các nhà khoa học đã sản xuất thành công hai bộ phận khổng lồ – thân xe và nắp hộp pin – từ một khuôn duy nhất trong một lần đúc. Mỗi bộ phận có diện tích hơn 2,2 mét vuông. Đó là bộ phận đầu tiên có kích thước như vậy được làm từ hợp kim magiê.
“Hợp kim magiê nhẹ hơn khoảng 30% so với hợp kim nhôm thông thường và nhẹ hơn 70% so với thép”, Jiang Bin, giáo sư của trung tâm nghiên cứu, cho biết.
Theo giáo sư Jiang, Trung Quốc nắm giữ hơn 70% nguồn tài nguyên magiê của thế giới và chiếm hơn 80% sản lượng magie và hợp kim magie của thế giới trong hơn một thập kỷ qua.
CCMg đã làm việc với Chongqing Millison Technologies Inc và Boao Magnesium Aluminium Manufacturing Co Ltd để sản xuất hai sản phẩm này.
Chongqing Millison Technologies đã cung cấp hệ thống đúc khuôn được sử dụng để xử lý, trong khi Boao Aluminium Manufacturing có kinh nghiệm trong việc phát triển khung ghế và bảng điều khiển bằng hợp kim magiê.
Họ đã sử dụng phương pháp đúc áp suất cao để tạo ra hai bộ phận bằng công nghệ tương tự như quy trình “Gigacasting” nổi tiêng của Tesla. Nó liên quan đến việc bơm kim loại nóng chảy vào khuôn thép và đổ đầy dưới áp suất cao trước khi làm nguội.
So với phương pháp đúc truyền thống, phương pháp đúc áp suất cao mang lại những ưu điểm như bề mặt mịn hơn, kích thước ổn định và khả năng đúc trong một lần đúc.
Thực tế, công nghệ này đã đẩy nhanh quá trình sản xuất của Tesla tại các nhà máy ở Thượng Hải và Berlin. Đó cũng là vũ khí giúp Tesla có thể định giá lại sản phẩm của mình để tạo ra một cuộc cạnh tranh về giá so với các hãng xe khác.
Nhờ Gigacasting, gầm sau của Tesla Model Y hiện được làm bằng hai miếng kim loại đúc lớn so với 70 bộ phận được sử dụng trong phiên bản trước của chiếc xe, trong khi số lượng điểm hàn đã giảm từ hơn 700 xuống còn 50 và việc sản xuất chu kỳ được rút ngắn từ 1-2 giờ xuống còn 3-5 phút.
“Ít bộ phận hơn, chi phí thấp hơn và dây chuyền sản xuất được đơn giản hóa đã góp phần mang lại lợi nhuận dẫn đầu ngành cho Tesla. Trọng lượng của thân sau đã giảm 30% và chi phí sản xuất có thể giảm 40%”, Reuters cho biết trong một báo cáo hồi tháng 6 về Gigacasting.
Với công nghệ đúc siêu lớn, Trung Quốc hứa hẹn sẽ tiếp tục tung ra thị trường những sản phẩm còn rẻ hơn nữa.
Giáo sư Jiang cho biết việc thay thế các hợp kim nhôm thường được sử dụng bằng hợp kim magiê thậm chí còn mang lại nhiều lợi thế hơn khi sử dụng với phương pháp đúc áp suất cao. Ông nói magiê rất nhẹ và dồi dào, và các hợp kim magiê có thể hấp thụ các rung động và tiêu tán năng lượng.
Mặc dù cũng có những thách thức trong việc tạo ra các vật đúc hợp kim magiê lớn, chẳng hạn như lấp đầy các mô hình bằng hợp kim nóng chảy và kiểm soát các điểm khiếm khuyết trong không gian hẹp, nhưng các nhà nghiên cứu cho biết họ đã vượt qua chúng thông qua thiết kế cấu trúc, tinh chế nguyên liệu thô, tối ưu hóa quy trình đúc và các biện pháp khác.
Đúc hợp kim magiê tương tự như hợp kim nhôm về tuổi thọ và chi phí sản xuất.
“Mặc dù chi phí vật liệu của hợp kim magiê cao hơn một chút so với nhôm, nhưng tốc độ sản xuất nhanh hơn và khả năng sản xuất nhiều bộ phận hơn từ cùng một lượng vật liệu khiến tổng chi phí cho mỗi bộ phận có thể so sánh được”, giáo sư Jiang nói thêm.
Ngành công nghiệp ô tô đang hướng tới các quy trình đúc tiên tiến hơn cho thân xe hơi. Mercedes, Volvo, Volkswagen và Toyota đã triển khai hoặc công bố kế hoạch sử dụng công nghệ đúc siêu lớn và các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc bao gồm Nio và Xpeng cũng đang áp dụng công nghệ này.
Trước thông tin Trung Quốc làm chủ được công nghệ đúc siêu lớn như Tesla, những chuyên gia trong ngành cho rằng việc đúc thử nghiệm sẽ thúc đẩy việc sử dụng hợp kim magiê trên quy mô lớn trong các cấu trúc phức tạp lớn. Ngoài ra, nó còn có ý nghĩa chiến lược đối với việc chế tạo ô tô hạng nhẹ và giá thành rẻ hơn nhiều của Trung Quốc, quốc gia vốn nổi tiếng với những sản phẩm giá rẻ đến mức không tưởng.