In 3D mang đến một lựa chọn tối ưu để sản xuất các bộ phận giá thành cao
Garry Rogers Motorsport là đội đua xe thể thao lâu đời nhất của Úc, từng giành chiến thắng tại Giải vô địch Supercars quốc gia. Xưởng tại nhà của họ có thể thực hiện một số gia công thủ công và chế tạo vật liệu composite, họ không có khả năng gia công CNC. Thay vào đó, nhóm sẽ chuyển sang bên thứ ba mỗi khi họ cần một số bộ phận phức tạp khối lượng nhẹ, nhưng thời gian xử lý chậm và chi phí quá cao. Càng dành nhiều thời gian để thuê ngoài các bộ phận, quá trình R&D càng chậm — nghĩa là nhóm có ít thời gian hơn để tập trung vào việc tìm cách cải thiện hiệu suất của xe — cả trên đường đua và trong hố pit trong các lần dừng pit.
Các kỹ sư và nhà thiết kế tại Garry Rogers Motorsport sử dụng phần mềm Computational Fluid Dynamics (CFD) để kiểm tra luồng khí của các bộ phận. Phần mềm này thường đề xuất những thay đổi trong thiết kế của mỗi bộ phận để tăng tốc độ và cải thiện hiệu suất tổng thể, điều này có thể dẫn đến các bộ phận cực kỳ phức tạp — điều mà nhóm không thể tạo ra bằng bất kỳ phương pháp nào khác. Thách thức này, cùng với chi phí cao và thời gian chờ lâu để thêm các chi tiết bổ sung vào thiết kế của một bộ phận, khiến các kỹ sư và nhà thiết kế ngại thực hiện các lần thử trên các bộ phận đòi hỏi thiết kế phức tạp.
Garry Rogers Motorport từng chế tạo nguyên mẫu vô lăng với tay cầm bằng cao su đúc phun và hiện có thể in 3D tay cầm để sử dụng.
Stefan Millard, Trưởng nhóm tại Garry Rogers Motorsport, đã quyết định bổ sung một máy in 3D vào xưởng để cung cấp cho các kỹ sư và nhà thiết kế một cách mới và bổ sung để tạo ra các nguyên mẫu và sản xuất các bộ phận. Thông qua nghiên cứu của mình, ông đã nghe nói về một máy mới có khả năng in 3D các bộ phận chứa sợi carbon — một vật liệu quen thuộc với nhóm. “Có vẻ như Markforged là công ty duy nhất tập trung vào việc tạo ra các bộ phận sử dụng cuối bền chắc thay vì chỉ là các nguyên mẫu”, ông nhớ lại. Nhóm cần sợi carbon để sản xuất các bộ phận bền chắc có thể sử dụng trên xe đua của họ — và chúng cần chịu được mức sử dụng cao. Stefan đã đặt hàng trước một máy in 3D bằng sợi carbon từ Markforged vài tháng sau đó, đưa Garry Rogers Motorsport trở thành một trong những công ty đầu tiên tại Úc đầu tư vào công nghệ Markforged.
Mẫu ống dẫn phanh được in 3D, in trên máy in Markforged của nhóm.
Ngày nay, nhóm tại Garry Rogers Motorsport chủ yếu sử dụng máy in 3D của họ để in các bộ phận phức tạp — từ đồ gá đến các bộ phận sử dụng cuối của xe đua. Theo Stefan, khoảng một nửa hoặc hơn các bộ phận được sản xuất là để sử dụng cuối dựa trên các đề xuất của phần mềm CFD. Một số bộ phận sử dụng cuối bao gồm nắp khóa cửa, vỏ hộp số, tay nắm vô lăng và giá đỡ camera cho người lái. Stefan cho biết: “Bạn cứ nêu tên, chúng tôi thường cố gắng in nó”. Tuy nhiên, nhóm đã tìm thấy thành công nhất trong việc in các mẫu cho khuôn sợi thủy tinh. Một ví dụ gần đây về điều này là mẫu ống dẫn phanh — một bộ phận được sử dụng để tạo khuôn cho ống dẫn phanh cuối cùng — trước đây có giá 1.000 đô la Úc (~ 670 đô la Mỹ) và mất hai tuần để sản xuất. Nhóm đã in cùng một bộ phận tại chỗ với giá 75 đô la Úc (~ 50 đô la Mỹ) và rút ngắn thời gian quay vòng xuống còn 24 giờ. Mẫu ống dẫn phanh cũng chứa các chi tiết trong thiết kế mà không thể dễ dàng sản xuất bằng phương pháp cắt gọt — và không giống như CNC, máy in 3D không mất thêm chi phí hoặc thời gian cho các chi tiết trong thiết kế.
Ống dẫn phanh được tạo ra bằng cách sử dụng mẫu ống dẫn phanh in 3D.
Theo Stefan, tính linh hoạt trong thiết kế và loại bỏ thời gian quay vòng là hai lợi ích lớn nhất của khoản đầu tư này. Điều này đã giúp nhóm tăng hiệu suất của xe. Kể từ khi bổ sung máy in 3D bằng sợi carbon, chúng tôi đã tập trung nhiều hơn vào việc giảm thời gian lắp ráp bằng cách lấy các bộ phận từng yêu cầu lắp ráp và in chúng thành một bộ phận. Thời gian tiết kiệm được nhờ triển khai công nghệ Markforged sẽ được tái triển khai trở lại vào hoạt động R&D. Stefan cho biết: “Thời gian chúng tôi có được khi sử dụng máy in Markforged sẽ được dùng trực tiếp vào việc thiết kế hoặc sản xuất thêm các bộ phận khác hoặc tìm các lĩnh vực khác để giúp xe Garry Rogers Motorsport chạy nhanh hơn — đó là mục tiêu chính của chúng tôi”.
