Trang Bưu điện Hoa Nam buổi sáng (SCMP) cho biết: các nhà khoa học đã sản xuất 2 bộ phận lớn nhất của xe ô tô điện (EV), thân xe và nắp hộp pin từ một khuôn duy nhất trong một lần đúc.

Mỗi bộ phận đúc có diện tích hơn 2,2 mét vuông (23,7 sq ft), đây là những bộ phận xe đầu tiên có kích thước lớn, được chế tạo từ hợp kim magiê, theo thông cáo báo chí ngày 27/6 của Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Quốc gia về Hợp kim Magiê (CCMg) tại Đại học Trùng Khánh.

Jiang Bin, GS thuộc trung tâm nghiên cứu, trong một cuộc phỏng vấn với SCMP ngày 3/7 cho biết: "Hợp kim magiê nhẹ hơn khoảng 30% so với hợp kim nhôm chính thống và nhẹ hơn đến 70% so với thép. Phụ tùng ô tô nhẹ hơn cho phép gia tăng phạm vi di chuyển của xe chạy nhiên liệu thông thường, tăng cường hiệu quả pin và mở rộng phạm vi cho xe điện." Theo GS Jiang, Trung Quốc sở hữu hơn 70% tài nguyên khoáng sản magiê của thế giới, chiếm hơn 80% sản lượng magiê và hợp kim magiê của thế giới trong hơn một thập kỷ qua.

CCMg đã phối hợp với công ty Công nghệ Trùng Khánh Millison (Chongqing Millison Technologies Inc) và công ty sản xuất nhôm – magie Boao (Boao Magnesium Aluminium Manufacturing Co Ltd) để sản xuất 2 bộ phận này.

Công ty Công nghệ Trùng Khánh Millison cung cấp hệ thống đúc khuôn áp lực, được sử dụng để gia công, công ty sản xuất nhôm – magie Boao cung cấp kinh nghiệm chế tạo sản phẩm đúc do có kinh nghiệm chế tạo các bảng điều khiển và khung ghế hợp kim magiê.

Các chuyên gia và nhà khoa đã sử dụng kỹ thuật đúc áp suất cao để chế tạo 2 bộ phận, sử dụng một công nghệ đúc tương tự như quy trình "gigacasting" của Tesla. Công nghệ này là quy trình bơm kim loại nóng chảy vào khuôn thép, đổ đầy khuôn dưới áp suất cao trước khi làm mát để thu được sản phẩm. So với phương pháp đúc truyền thống, quy trình "đúc siêu lớn" hoặc “đúc giga” áp suất cao có những lợi thế như bề mặt sản phẩm nhẵn hơn, kích thước ổn định và hoàn thành sản phẩm chỉ trong một lần đúc.

Tesla đã sử dụng công nghệ đúc siêu lớn sản xuất những bộ phận của EV tại các nhà máy ở Thượng Hải và Berlin.

Nhờ gigacasting, gầm sau của Tesla Model Y hiện được làm chỉ bằng 2 miếng kim loại đúc lớn so với 70 bộ phận được lắp ráp lại trong phiên bản tiền nhiệm của EV, đồng thời số lượng điểm hàn giảm từ hơn 700 xuống còn 50 và chu kỳ sản xuất 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 đã góp phần vào lợi nhuận hàng đầu trong ngành EV của Tesla. Trọng lượng của thân sau đã giảm 30% và chi phí sản xuất có thể giảm 40%", Reuters cho biết trong một bản tin vào tháng 6/2023 về “đúc giga”.

GS Jiang giải thích, thay thế các hợp kim nhôm thường được sử dụng bằng hợp kim magiê mang lại nhiều lợi thế hơn khi được sử dụng với công nghệ đúc áp suất cao. Magiê nhẹ và phong phú, hợp kim magiê có thể hấp thụ rung động và tiêu tan xung năng lượng.

Mặc dù còn có những thách thức trong quá trình chế tạo những sản phẩm đúc kích thước lớn bằng hợp kim magiê như lấp đầy các mô hình bằng hợp kim nóng chảy và kiểm soát khuyết tật trong không gian hẹp. Nhưng các nhà nghiên cứu cho biết đã có những biện pháp kỹ thuật khắc phục nhược điểm như thiết kế cấu trúc, tinh chế nguyên liệu thô, tối ưu hóa quy trình đúc và những biện pháp khác.

Các nhà khoa học Trung Quốc cũng nhấn mạnh, sản phẩm hợp kim magiê đúc tương tự như sản phẩm hợp kim nhôm nếu tính đến những tính chất kỹ thuật, tuổi thọ và chi phí sản xuất.

GS Jiang nói: "Mặc dù chi phí vật liệu của hợp kim magiê cao hơn một chút so với nhôm, nhưng tốc độ sản xuất nhanh hơn, khả năng sản xuất nhiều bộ phận, chi tiết hơn từ cùng một lượng vật liệu khiến tổng chi phí cho mỗi bộ phận có thể so sánh tương đương."

Ngành công nghiệp ô tô đang hướng tới những quy trình đúc tiên tiến hơn cho thân xe và các bộ phận, chi tiết khác nhau. Mercedes, Volvo, Volkswagen và Toyota đã thực hiện hoặc công bố kế hoạch sử dụng phương pháp đúc siêu lớn “đúc giga”, các nhà sản xuất ô tô Trung Quốc như Nio và Xpeng cũng đang áp dụng công nghệ này.

 Hai bộ phận của xe điện được đúc bằng hợp kim Magie. Ảnh SCMP

Hình ảnh của hai bộ phận lớn của xe hơi đã bị làm mờ trên trang web của công ty công nghệ Trùng Khánh Millison, không có thông tin, những bộ phận đúc thử nghiệm này sẽ được sử dụng như thế nào. Công ty từ chối yêu cầu phỏng vấn.

Những người trong ngành cho biết, kết quả đúc thử nghiệm thành công sẽ mở đường cho khả năng sử dụng quy mô lớn hợp kim magiê trong các cấu trúc phức tạp lớn.

"Thử nghiệm có ý nghĩa chiến lược đối với việc chế tạo ô tô nhẹ", Nhật báo Trùng Khánh cho biết trong một bài báo.