Dịch vụ đúc nhôm & khuôn mẫu trọn gói

Trong ngành công nghiệp sản xuất những năm gần đây, đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô (EV) và lĩnh vực thiết bị điện tử, việc “giảm trọng lượng”, “quản lý nhiệt” và “cắt giảm chi phí” linh kiện đang trở thành bộ ba vấn đề cấp bách cần giải quyết. Cho đến nay, “Đồng” – vật liệu có tỷ trọng lớn và đắt đỏ – thường được sử dụng nhiều cho các linh kiện đòi hỏi độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Tuy nhiên, do giá đồng tăng vọt và những lo ngại về rủi ro nguồn cung, việc chuyển đổi sang các vật liệu thay thế đang trở thành nhiệm vụ cấp thiết.

Do đó, công nghệ “Vật liệu phức hợp Nhôm và Đồng” hiện đang thu hút sự quan tâm đặc biệt từ các bộ phận thu mua và thiết kế trên toàn thế giới. Công nghệ mới này, kết hợp khả năng dẫn truyền vượt trội của đồng với tính nhẹ và giá thành rẻ của nhôm, đang dần thay đổi quan niệm thông thường rằng “chỉ có thể là đồng”. Trong bài viết này, dưới góc độ của Daiwa Aluminum Việt Nam, chúng tôi sẽ giải thích chi tiết về xu hướng công nghệ mới nhất của vật liệu phức hợp nhôm-đồng, những lợi ích cụ thể, và khả năng tối ưu hóa chuỗi cung ứng thông qua việc sản xuất tại Việt Nam, dựa trên các dữ liệu định lượng. Bằng cách đọc bài viết này, bạn sẽ có được những gợi ý cụ thể để thực hiện cắt giảm chi phí đáng kể và giảm trọng lượng trong khi vẫn duy trì chất lượng.

Nhìn vào xu hướng thị trường trong 10 năm qua, giá đồng có mức độ biến động rất cao, trở thành yếu tố cản trở việc ổn định chi phí thu mua. Dựa trên dữ liệu từ Sàn giao dịch kim loại London (LME), giá đồng thường dao động ở mức gấp khoảng 3,5 đến 4 lần so với nhôm.

Mặt khác, cùng với sự phổ biến của xe điện (EV), nhu cầu về các linh kiện dẫn điện và tản nhiệt như thanh cái (busbar – bảng phân phối điện), cực pin và tản nhiệt cho bộ biến tần (inverter) được dự báo sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) trên 20%. Đối với sự gia tăng nhu cầu này, việc đáp ứng hoàn toàn bằng đồng nguyên chất đang trở nên không thực tế cả về mặt chi phí lẫn trọng lượng.

So sánh đặc tính của cả hai sẽ làm rõ những lợi ích của vật liệu phức hợp.

Từ những dữ liệu này, theo tính toán đơn giản, chỉ cần “thay thế đồng bằng nhôm” là có thể giảm trọng lượng linh kiện khoảng 50% trở lên. Tuy nhiên, do các vấn đề về điện trở tiếp xúc tại các điểm kết nối và lớp màng oxit, việc thay thế đơn thuần gặp nhiều khó khăn. Đó là lý do tại sao “công nghệ vật liệu phức hợp” đã xuất hiện.

Việc kết nối kim loại dị chủng đòi hỏi kỹ thuật cao do sự khác biệt về điểm nóng chảy (Đồng: 1085℃, Nhôm: 660℃) và vấn đề hình thành các hợp chất liên kim giòn tại bề mặt tiếp xúc. Dưới đây là các công nghệ chính đang được ứng dụng thực tế.

Vật liệu Clad là công nghệ xếp chồng đồng và nhôm lên nhau, sau đó cán dưới áp lực cao để kết nối ở cấp độ nguyên tử. “CCA (Copper Clad Aluminum)” là một ví dụ điển hình.

Trong lĩnh vực đúc, thế mạnh của Daiwa Aluminum Việt Nam, các đổi mới công nghệ cũng đang tiến triển. Đây là kỹ thuật đặt các ống đồng hoặc đầu cực đồng vào trong khuôn, sau đó rót nhôm nóng chảy xung quanh chúng.

Là một loại kết nối pha rắn, công nghệ này sử dụng một công cụ xoay ép vào phần kết nối, lợi dụng nhiệt ma sát để làm mềm và trộn lẫn các kim loại.

Trong xe điện (EV), dây dẫn điện cao áp và thanh cái kết nối pin với động cơ thường trở nên dày và nặng để dẫn dòng điện lớn. Trọng lượng bộ dây dẫn điện trên mỗi xe có thể lên tới 20kg~30kg.

Bằng cách áp dụng vật liệu phức hợp nhôm-đồng (đầu cực bằng đồng, thân bằng nhôm) vào đây, có thể giảm trọng lượng hàng kg, liên quan trực tiếp đến việc kéo dài quãng đường di chuyển (cải thiện mức tiêu thụ điện năng). Ngoài ra, việc phát triển công nghệ giảm lượng lá đồng sử dụng cho bộ thu dòng cực âm của pin lithium-ion cũng đang được tiến hành.

Mật độ phát nhiệt cao là một thách thức đối với các trạm gốc 5G và máy chủ trung tâm dữ liệu.

“Tản nhiệt lai (Hybrid Heat Sink)” kết hợp tính hấp thụ nhiệt của đồng và tính tản nhiệt của nhôm được báo cáo là có chi phí chỉ bằng khoảng 1/3 so với loại bằng đồng nguyên chất, trong khi hiệu suất làm mát cao hơn 20% so với loại bằng nhôm nguyên chất.

Việc kết nối kim loại dị chủng và gia công kỹ thuật cao tại Nhật Bản thường có chi phí gia công (charge) cao, dẫn đến rủi ro làm mất đi phần chi phí tiết kiệm được từ vật liệu. Tại đây, “sản xuất tại Việt Nam” mang một ý nghĩa to lớn.

Chi phí nhân công trong ngành sản xuất tại Việt Nam vẫn chỉ bằng khoảng 1/3~1/4 so với Nhật Bản. Có thể nén đáng kể chi phí cho các phần cần nhiều nhân lực như quy trình kiểm tra sau khi kết nối kim loại dị chủng, hay các quy trình hoàn thiện như loại bỏ bavia.

Để giảm sự phụ thuộc vào Trung Quốc, quốc gia luyện đồng chủ chốt, việc thiết lập tuyến đường thu mua tại Việt Nam là rất quan trọng từ quan điểm BCP (Kế hoạch duy trì hoạt động kinh doanh). Việt Nam đã ký kết FTA (Hiệp định thương mại tự do) với nhiều quốc gia, cho phép hưởng lợi về thuế quan trong xuất nhập khẩu linh kiện.

Tại Daiwa Aluminum Việt Nam, chúng tôi áp dụng nguyên vẹn các tiêu chuẩn kỹ thuật của Nhật Bản vào nhà máy tại Việt Nam.

Đặc biệt, đối với công nghệ đúc chèn trong đúc áp lực nhôm và công nghệ gia công chính xác, chúng tôi thiết lập hệ thống quản lý chất lượng nghiêm ngặt (ISO 9001/14001, v.v.) với tư cách là một nhà sản xuất Nhật Bản. Chúng tôi có sẵn hệ thống để cung cấp “các giải pháp phức hợp chất lượng cao với mức giá hợp lý”, chứ không phải là sản phẩm “giá rẻ chất lượng kém”.

Công nghệ vật liệu phức hợp Nhôm và Đồng không đơn thuần là phương tiện cắt giảm chi phí, mà là vật liệu chiến lược để tối đa hóa hiệu suất của EV và các thiết bị điện tử hiệu suất cao.

Chúng tôi, Daiwa Aluminum Việt Nam, với tư cách là chuyên gia về đúc nhôm, có thể đưa ra các đề xuất phức hợp bao gồm cả đúc chèn đồng. Nếu quý vị là người phụ trách thu mua hoặc thiết kế đang gặp phải các vấn đề như “muốn giảm chi phí linh kiện đồng” hay “muốn cân bằng giữa giải pháp nhiệt và giảm trọng lượng”, hãy liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẽ hỗ trợ giải pháp tối ưu từ giai đoạn thiết kế cho đến chế tạo thử và sản xuất hàng loạt.