Đúc là nền tảng của ngành sản xuất, và sự phát triển của ngành đúc là một phần quan trọng trong chiến lược xây dựng đất nước hùng mạnh. Nhà nước rất coi trọng sự phát triển và bố trí của ngành đúc. Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 đã xác định mục tiêu chuyển đổi số: Đến năm 2025, sản lượng đúc bằng công nghệ in 3D sẽ vượt quá 500.000 tấn; thực hiện ứng dụng mẫu vật liệu đúc xanh như chất kết dính vô cơ; tái chế và tái sử dụng cát đúc thải đạt trên 8 triệu tấn; nuôi dưỡng hơn 200 nhà máy đúc xanh. Vào tháng 4 năm nay, văn bản chung của ba bộ cũng đề xuất thúc đẩy ứng dụng công nghiệp hóa các công nghệ tiên tiến như đúc ép tích hợp, đúc không khuôn, in 3D khuôn cát, v.v.

Là quốc gia đúc lớn nhất thế giới, ngành công nghiệp đúc của Trung Quốc có quy mô thị trường khoảng 400 tỷ nhân dân tệ, chiếm 45% trên toàn cầu; có hơn 24.000 nhà máy đúc, tổng sản lượng đúc năm 2022 là 51,7 triệu tấn, duy trì mức tăng trưởng ổn định. Tuy nhiên, ngành này cũng tồn tại các vấn đề như dư thừa công suất, tiêu thụ năng lượng cao, ô nhiễm cao, không mạnh, không tinh vi, áp lực tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải lớn, thiếu công nhân kỹ thuật, khả năng sáng tạo độc lập yếu, cạnh tranh đồng nhất nghiêm trọng. Theo thống kê, cả nước có hơn 1.000 doanh nghiệp đúc có sản lượng hàng năm trên 10.000 tấn, gần 200 doanh nghiệp có sản lượng trên 50.000 tấn. Hơn 2000 doanh nghiệp hàng đầu chiếm 55% trở lên tổng công suất sản xuất của cả nước. Tuy nhiên, các doanh nghiệp hàng đầu thiếu khả năng sản xuất theo yêu cầu hoặc sản xuất thử nghiệm với số lượng nhỏ, tốc độ phát triển sản phẩm mới chậm, chi phí cao; các doanh nghiệp "đuôi dài" có tỷ lệ sử dụng công suất thấp, hầu hết sẽ bị loại bỏ; chỉ có các doanh nghiệp hàng đầu trong số các doanh nghiệp "đuôi dài" mới có thể tồn tại nhờ vào in 3D và tự động hóa, và có thể có không gian để tăng cường độ tập trung gấp nhiều lần.
Dưới sự thúc đẩy của nhiều yếu tố như chính sách, thị trường và công nghệ, công nghệ in 3DP bằng khuôn cát đã ra đời. Công nghệ in khuôn cát 3DP là một công nghệ sản xuất xanh kỹ thuật số dựa trên tệp mô hình kỹ thuật số, sử dụng vật liệu có thể kết dính như bột kim loại hoặc phi kim loại, in từng lớp để tạo ra vật thể. So với đúc khuôn cát truyền thống, công nghệ in khuôn cát 3DP không cần khuôn, in trực tiếp khuôn cát, thiết kế linh hoạt, có thể hoàn thành việc phát triển sản phẩm mới và giao hàng với số lượng nhỏ và vừa với chi phí thấp, hiệu quả cao, đáp ứng nhanh nhu cầu thị trường. Về chất lượng, khuôn cát 3DP không bị giới hạn bởi quy trình đúc khuôn, có độ chính xác cao ở cấp độ micromet, có thể tự do tạo hình các cấu trúc phức tạp, độ chính xác của bề mặt đúc của một số bộ phận đúc nhôm có thể sánh ngang với đúc chính xác, đồng thời giảm tỷ lệ phế phẩm do sai số lắp ráp, giảm công sức lao động của công nhân.

Hiện nay, công nghệ in khuôn cát 3DP đã được ứng dụng thương mại hóa thành công trong sản xuất đúc, là một công nghệ phổ biến đã được thị trường chứng minh. Công nghệ này có những ưu điểm rõ rệt trong việc tối ưu hóa và nâng cao hiệu suất khuôn cát, tốc độ gia công, kích thước thành phẩm, đặc biệt phù hợp với nghiên cứu phát triển sản phẩm mới, sản phẩm phức tạp và sản xuất số lượng nhỏ. Một số doanh nghiệp đúc đã áp dụng công nghệ in 3DP cát để cải tiến thông minh đã xây dựng được năng lực đúc nhanh, xanh, linh hoạt và cao cấp, giúp tăng gấp đôi hiệu quả sản xuất, năng lực sản xuất và doanh thu. Một số doanh nghiệp thậm chí còn gặp tình trạng cung không đủ cầu và đơn hàng tràn ra ngoài do sự cải tiến rõ rệt về công nghệ và dịch vụ.

Hình: Nhà máy đúc nhanh thân thiện với môi trường đã áp dụng công nghệ in 3DP khuôn cát Đối với các thiết bị in 3DP khuôn cát của các thương hiệu trên thị trường, giá cả, hiệu suất, độ ổn định, chi phí sử dụng và bảo trì thường là những yếu tố mà người dùng cân nhắc khi lựa chọn. Trong số đó, sản phẩm chủ lực dành cho sản xuất do Công ty Cổ phần Công nghệ San Di Bắc Kinh, nhà cung cấp thiết bị in 3D và dịch vụ sản xuất nhanh, tự phát triển — — thiết bị in cát 3DP AFS-J1600Pro của Longyuan Molding, ngay khi ra mắt đã được thị trường ưa chuộng và được nhiều nhà máy đúc mua để sử dụng trong dây chuyền sản xuất. Với độ chính xác hình thành vượt trội, hiệu suất đúc cân bằng và có thể kiểm soát, cùng độ tin cậy cao, sản phẩm này đã giúp người dùng giải quyết mâu thuẫn giữa hiệu quả, cường độ và hiệu suất đúc trong sản xuất đúc, hoàn thành hàng chục triệu đơn đặt hàng.

Theo thông tin, thiết bị này có kích thước xi lanh định hình là 1600×800×600mm, sử dụng công nghệ rải bột rung tốc độ cao, độ ổn định cao, tiếng ồn thấp thế hệ mới nhất và công nghệ in 2-Pass có độ chính xác cao, kết hợp với quy trình định hình hiệu suất cao và công nghệ thuật toán thông minh, có thể đạt tốc độ in 15 giây mỗi lớp và độ chính xác in tối đa ±0,3mm; Độ bền kéo của khuôn cát in có thể đạt tối đa 2,5MPa, lượng khí thải 8-11ml/g, độ nhám bề mặt ≤Ra25. Thiết bị sử dụng thiết kế mô-đun, bảo trì thuận tiện và linh hoạt, chi phí bảo trì thấp; được trang bị hệ thống thông minh, giúp vận hành dễ dàng hơn, có thể in bằng một nút bấm và có chức năng cảnh báo in; còn có thể thông qua hệ thống giám sát hình ảnh và các hệ thống thông minh khác để thực hiện giám sát thời gian thực và ghi chép có thể truy xuất trong toàn bộ quá trình gia công. Đáp ứng các nhu cầu đúc khác nhau như đúc nhôm, đúc sắt, đúc thép, đúc magiê, v.v., cung cấp giải pháp công nghệ cát nguồn mở, hệ thống cát phong phú và chất kết dính, chất hóa cứng, chất tẩy rửa hiệu suất cao, giúp người dùng tối ưu hóa chi phí sử dụng.

Một người dùng đã sử dụng công nghệ đúc nhanh bằng khuôn cát AFS-J1600Pro để thử nghiệm sản xuất khung xe nhẹ cho một nhà sản xuất ô tô năng lượng mới, và đã giao sản phẩm đúc hoàn chỉnh bằng hợp kim nhôm (ZL101) chỉ trong 6 ngày. Kích thước thành phẩm đạt độ chính xác cấp CT7, độ nhám bề mặt tốt hơn Ra12.5, bề mặt đúc không có lỗ khí, vết nứt, hình dạng hoàn chỉnh, cấu trúc rõ ràng. So với quy trình sản xuất truyền thống cần 40 ngày, việc sử dụng công nghệ in cát 3DP đúc nhanh đã rút ngắn thời gian sản xuất 85%, giảm chi phí 32%.

Một người dùng đã sử dụng công nghệ đúc nhanh bằng khuôn cát AFS-J1600Pro để thử nghiệm sản xuất thân xi-lanh động cơ cho một nhà máy ô tô. Do cấu trúc thân xi-lanh phức tạp và độ dày thành mỏng, nếu sử dụng phương pháp truyền thống, thời gian sản xuất sẽ mất hơn một tháng. Khuôn cát được sản xuất bằng thiết bị in cát 3DP có độ chính xác và độ bền cao hơn nhiều so với phương pháp truyền thống, độ bền kéo có thể đạt 2MPa, độ nhám bề mặt đúc tốt hơn Ra12.5, kiểm soát khuyết tật tốt, không có vết thừa, lỗ khí, vết nứt, tạp chất, không có khuyết tật bề mặt và thiếu sót. Chỉ mất 10 ngày để giao sản phẩm đúc bằng gang xám (HT250), thời gian sản xuất được rút ngắn 2/3, chi phí giảm 30%.
Kế hoạch 5 năm lần thứ 14 là giai đoạn quan trọng trong việc điều chỉnh cơ cấu kinh tế, chuyển đổi và nâng cấp công nghiệp của Trung Quốc, đồng thời cũng là giai đoạn quan trọng trong việc phát triển nhanh chóng ngành đúc của Trung Quốc. Một số doanh nghiệp đúc vẫn đang gặp khó khăn do tiêu thụ năng lượng cao, ô nhiễm cao, độ chính xác của sản phẩm không đạt yêu cầu, khó tuyển dụng nhân công, v.v., và đang lâm vào vòng luẩn quẩn về vốn, công nghệ, đơn hàng, dẫn đến tình trạng bối rối và hoang mang. Đề nghị các nhà quản lý doanh nghiệp này nên sớm thoát khỏi lối suy nghĩ cố hữu, trên cơ sở hiểu sâu sắc và nắm vững các chính sách lớn của nhà nước, chủ động tìm kiếm sự thay đổi, chuyển đổi lối suy nghĩ và phương thức phát triển, thông qua cải tiến và nâng cấp công nghệ, kỹ thuật, đi theo con đường phát triển bền vững xanh, thông minh, cao cấp, để nắm bắt cơ hội, vượt qua khó khăn.