Mặc dù công nghệ in 3D của Mỹ từng dẫn trước Trung Quốc, nhưng hiện tại Trung Quốc đã dần vượt qua Mỹ trong lĩnh vực này. Chính vì thế, ban lãnh đạo của tập đoàn Pratt & Whitney cũng vô cùng tò mò muốn biết công nghệ chế tạo bồi đắp (additive manufacturing) cho động cơ hàng không của Trung Quốc đã phát triển đến trình độ nào.
Dưới ánh nhìn của hàng chục chuyên gia, Lâm Bằng bước lên bục và khởi động bài thuyết trình. Anh tự tin nói: "Ông Thomas, cùng các vị đồng nghiệp tại Pratt & Whitney, những gì mọi người đang thấy chính là thành quả ứng dụng công nghệ in 3D trên động cơ phản lực Trường Giang 3000 của chúng tôi: cánh tua-bin cao áp!"
Cái gì? Người Trung Quốc đã thực sự dùng công nghệ in 3D để chế tạo cánh tua-bin? Đây quả là một bước đột phá vô cùng lớn.
Các lãnh đạo của Pratt & Whitney không khỏi kinh ngạc, bởi trong mắt họ, đây gần như là điều không thể thực hiện. Ngay cả tập đoàn GE của Mỹ cũng chưa đạt đến trình độ này. Trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ chế tạo bồi đắp cho động cơ hàng không, GE vốn vượt xa Pratt & Whitney, nhưng chính họ cũng chưa làm được điều đó.
GE hiện mới chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu vỏ cảm biến, đây là linh kiện kim loại in 3D đầu tiên mà họ đưa vào thử nghiệm trên động cơ. Linh kiện này nằm ở cửa vào bộ nén cao áp, cảm biến T25 chịu trách nhiệm cung cấp dữ liệu áp suất và nhiệt độ cho hệ thống điều khiển động cơ. Chỉ là một phần vỏ phụ trợ mà GE còn chưa ứng dụng thành công, vậy mà người Trung Quốc đã in được cả cánh tua-bin cho động cơ phản lực lực đẩy lớn, hơn nữa còn lắp đặt vận hành thực tế!
Làm sao các lãnh đạo của Pratt & Whitney không cảm thấy chấn động cho được? Bởi điều này đồng nghĩa với việc công nghệ in 3D trong lĩnh vực hàng không của Trung Quốc đã thực sự vượt qua Mỹ.
Thực tế không chỉ dừng lại ở động cơ hàng không, tiêm kích J-20 của Trung Quốc cũng đã ứng dụng thành công rất nhiều linh kiện in 3D. Mẫu tiêm kích này vừa mới đi vào hoạt động không lâu và đã thu hút sự chú ý rộng rãi trên toàn cầu, ban lãnh đạo Pratt & Whitney dĩ nhiên hiểu rất rõ điều này.
Lâm Bằng tiếp tục trình bày: "Công nghệ in 3D kim loại hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc, đặc biệt là lĩnh vực động cơ. Chúng tôi đã vượt qua rào cản kỹ thuật này và trở thành đơn vị đầu tiên trên thế giới in thành công cánh tua-bin cho động cơ phản lực lực đẩy lớn."
"Việc ứng dụng công nghệ in 3D vào động cơ hàng không mang lại những ưu thế rõ rệt. Thứ nhất là giảm chi phí, nhờ tỷ lệ tận dụng vật liệu được nâng cao đáng kể, giúp giảm chi phí nghiên cứu và chế tạo. Thứ hai là rút ngắn chu kỳ phát triển. Thứ ba là khả năng thay đổi thiết kế nhanh chóng. Thứ tư là giảm trọng lượng; nhờ công nghệ in 3D, dù là máy bay hay động cơ, hiệu quả giảm trọng lượng đều rất ấn tượng, có thể đạt từ 10% đến 20%," Lâm Bằng tự tin khẳng định.
Dừng lại một chút, Lâm Bằng nói tiếp: "Vì vậy, công nghệ in 3D có sức hút cực kỳ lớn đối với các nhà sản xuất động cơ hàng không, đó là lý do chúng tôi đặc biệt coi trọng việc nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật này. Chúng tôi đã có thể in được hàng chục loại linh kiện động cơ, ví dụ như cánh tua-bin, ổ đỡ, vòi phun nhiên liệu, v.v."
Lúc này, Thomas đứng lên đặt câu hỏi đầy hoài nghi: "Ông Lâm, công nghệ in 3D của các ông trông có vẻ ổn, nhưng theo những gì chúng tôi biết, việc ứng dụng nó vào động cơ hàng không vẫn tồn tại không ít vấn đề. Chẳng hạn như độ tin cậy của các chi tiết chế tạo bồi đắp cần phải được kiểm chứng. Các ông làm thế nào để đảm bảo những linh kiện này đáp ứng được các tiêu chuẩn khắt khe?"
Lâm Bằng mỉm cười đáp: "Dĩ nhiên là được. Chúng tôi có bộ tiêu chuẩn riêng, tham chiếu từ các tiêu chuẩn rèn đúc truyền thống, đáp ứng đầy đủ yêu cầu của hệ thống hàng không. Từ khâu xác nhận bột kim loại, kiểm chứng độ ổn định linh kiện, thiết lập quy trình công nghệ, tối ưu hóa thông số kỹ thuật, cho đến nghiên cứu đặc tính xử lý nhiệt, xử lý bề mặt, đánh giá tính đồng nhất, kiểm chứng cơ tính, thử nghiệm độ bền mỏi, và thẩm định công nghệ, chúng tôi đều đã thiết lập hệ thống tiêu chuẩn tương ứng."
Thomas hỏi tiếp: "Vậy nếu tập đoàn Pratt & Whitney hợp tác với các ông, chúng tôi sẽ nhận được lợi ích gì?"
Lâm Bằng cười nói: "Dĩ nhiên là rất nhiều. Chúng tôi có thể hỗ trợ Pratt & Whitney chế tạo các loại linh kiện động cơ bằng công nghệ in 3D như cánh quạt bộ nén, vòi phun nhiên liệu, vỏ bộ nén, vỏ buồng đốt, tua-bin cao áp và thấp áp, đĩa cánh tích hợp (blisk)... tất cả đều là những công nghệ chúng tôi đã nắm vững."
Thomas cười đáp: "Nhưng chúng tôi không cần những thứ đó!"
Lâm Bằng mỉm cười: "Phải vậy không? Tôi cho rằng Pratt & Whitney rất cần. Vì với những linh kiện hoặc công nghệ này, động cơ của các ông sẽ giảm được trọng lượng đáng kể, hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu được cải thiện, thậm chí có thể bù đắp được hàng trăm kg trọng lượng tăng thêm từ hệ thống quạt truyền động bánh răng (geared turbofan). Chẳng lẽ điều đó vẫn chưa đủ hấp dẫn các ông sao?"
Lúc này, Thomas cười nói: "Tổng công Lâm, kỹ thuật của các anh quả thực rất tiên tiến và đầy sức hút. Tuy nhiên, chúng ta có thể thảo luận về phương thức hợp tác cụ thể. Chẳng hạn như chúng ta đều biết, trong lĩnh vực vật liệu, các thành phần dùng cho thiết kế động cơ hàng không vô cùng phức tạp. Vì vậy, làm thế nào để triển khai thuận lợi công tác nghiên cứu chế tạo bột hợp kim cho vật liệu mới, chúng ta cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng!"
Lâm Bằng cười đáp: "Điều đó là đương nhiên. Bởi vì việc sử dụng hợp kim titan, hợp kim siêu chịu nhiệt gốc niken và các vật liệu kim loại khác trong động cơ hàng không có giá thành rất đắt đỏ, thậm chí một số loại còn là vật liệu chiến lược khan hiếm. Do đó, nếu chúng ta tiến hành hợp tác trong lĩnh vực này, cũng cần phải thực hiện dưới khuôn khổ chiến lược quốc gia. Nhưng lợi ích mang lại là rất rõ ràng: nếu áp dụng phương pháp gia công truyền thống, tỷ lệ tận dụng vật liệu cực kỳ thấp. Ví dụ như với cánh quạt động cơ nguyên khối, tỷ lệ tận dụng vật liệu chỉ đạt 7%, nhưng nếu sử dụng công nghệ in 3D, con số này có thể nâng lên 80% hoặc cao hơn nữa. Tin rằng ông Thomas cũng có thể tính toán được khoản chi phí tiết kiệm được là bao nhiêu!"
Kim Hán Long bổ sung: "Tôi xin bổ sung thêm một điểm, chắc hẳn mọi người cũng có thể hình dung ra, đó chính là sau khi áp dụng công nghệ in 3D, số lượng linh kiện sẽ giảm bớt, công đoạn lắp ráp của công nhân trở nên đơn giản và thuận tiện hơn, giúp giảm đáng kể thời gian nhân công. Ngoài ra, việc in 3D các linh kiện theo dạng nguyên khối giúp giảm thiểu các phân đoạn lắp ráp, tránh được những sai sót do con người gây ra. Hơn nữa, độ bền kết cấu và cường độ liên kết giữa các bộ phận sẽ cao hơn nhiều so với các phương pháp truyền thống như hàn, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm động cơ một cách rõ rệt."
Lâm Bằng tiếp lời: "Nếu động cơ phản lực cánh quạt có hộp số PW1000G của các ông áp dụng linh kiện in 3D của chúng tôi, trọng lượng sẽ giảm ít nhất là 20%! Hãy thử nghĩ xem, đây là một con số hấp dẫn đến mức nào!"
Thomas cùng các thành viên cấp cao bắt đầu nhỏ giọng thảo luận. Có vẻ như họ thực sự đã bị thuyết phục. Suy cho cùng, một công nghệ in 3D tiên tiến như vậy mà phía Mỹ vẫn chưa sở hữu, trong khi Pratt & Whitney cũng hiểu rõ những vấn đề tồn tại trên động cơ phản lực cánh quạt có hộp số của mình. Nếu có sự trợ giúp từ công nghệ in 3D, có lẽ mọi vấn đề đều sẽ được giải quyết một cách dễ dàng.