Nga chuyển giao "tuyệt kỹ công nghệ" số 1 thế giới cho Việt Nam: Đưa lên thành trung tâm quyền lực Đông Nam Á

Trong chuyến tháp tùng Tổng Bí thư, Chủ tịch nước tới thăm Nga mới đây, Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) và Phân ban Nhiên liệu thuộc Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Quốc gia Nga (RosatomAT) đã trao Thỏa thuận phát triển dự án thành lập Trung tâm công nghệ bồi đắp và chuẩn bị các điều kiện chuyển giao, sản xuất bột kim loại—vốn được coi là "mực in 3D"—ngay tại Việt Nam.

Sự kiện này đánh dấu một bước chuyển mình mang tính bước ngoặt, đưa công nghệ sản xuất bồi đắp ứng dụng trực tiếp vào quy trình sản xuất, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị phức tạp của ngành nhiên liệu và năng lượng.

Công nghệ sản xuất bồi đắp là gì?

Công nghệ sản xuất bồi đắp, thường được biết đến rộng rãi với tên gọi công nghệ in 3D, là phương pháp chế tạo sản phẩm bằng cách đắp nối liên tiếp từng lớp vật liệu chồng lên nhau dựa trên dữ liệu mô hình thiết kế đồ họa ba chiều trên máy tính.

Khác biệt hoàn toàn với phương pháp gia công bóc tách truyền thống (như tiện, phay, bào—vốn cắt bỏ phần kim loại thừa từ một phôi lớn) hay phương pháp đúc truyền thống (phải tạo khuôn mẫu phức tạp và tốn kém), công nghệ bồi đắp chỉ đắp chính xác lượng vật liệu cần thiết tại đúng vị trí thiết kế.

Trong lĩnh vực công nghiệp nặng và năng lượng, hai kỹ thuật in 3D kim loại tiên tiến nhất đang được tập trung ứng dụng bao gồm Nấu chảy laser chọn lọc (SLM) và Đắp bồi laser trực tiếp (DLD).

Kỹ thuật SLM sử dụng chùm tia laser công suất cao để quét và nấu chảy hoàn toàn từng lớp bột kim loại siêu mịn theo lát cắt của mô hình 3D, đạt độ chính xác cực cao, phù hợp để tạo ra các chi tiết nhỏ có cấu trúc bên trong phức tạp.

Trong khi đó, kỹ thuật DLD thổi trực tiếp dòng bột kim loại vào điểm hội tụ của chùm laser để đắp ngay vật liệu lên bề mặt chi tiết, mang lại tốc độ đắp vật liệu nhanh, lý tưởng cho việc sửa chữa, phục hồi các bề mặt kim loại bị mòn hoặc chế tạo các sản phẩm có kích thước lớn.

Lộ trình hỗ trợ và chuyển giao công nghệ cho Việt Nam

Thỏa thuận được thiết kế như một chương trình toàn diện nhằm xây dựng năng lực công nghệ nội địa hóa cho Việt Nam.

Theo đó, Rosatom sẽ cung cấp các hệ thống máy in 3D kim loại SLM và DLD do chính tập đoàn chế tạo. Trung tâm công nghệ bồi đắp tại Việt Nam sẽ được trang bị đồng bộ các hệ thống xử lý nhiệt, máy gia công cơ khí chính xác sau in, cùng phòng thí nghiệm phân tích vi cấu trúc và kiểm định chất lượng vật liệu.

Điểm then chốt trong thỏa thuận là việc hai bên xây dựng các điều kiện cần thiết để tổ chức sản xuất bột kim loại—vốn được xem là "mực in 3D"—ngay tại Việt Nam.

Động thái này giúp Việt Nam hoàn toàn chủ động nguồn nguyên liệu đầu vào, giảm chi phí vận hành và xóa bỏ sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng nước ngoài.

Dự án này không chỉ giải quyết nhu cầu nội địa mà còn hướng tới mục tiêu biến Việt Nam thành trung tâm công nghệ bồi đắp của Rosatom tại khu vực Đông Nam Á, tạo tiền đề cho việc nội địa hóa thiết bị và mở rộng thị trường trong tương lai.

Vì sao Việt Nam cần phát triển công nghệ sản xuất bồi đắp?

Thị trường in 3D tại Việt Nam trong những năm gần đây đã ghi nhận tốc độ tăng trưởng trung bình từ 18% đến 20% mỗi năm.

Các công nghệ in 3D phổ biến nhất đang được triển khai trong nước bao gồm FDM (in sợi nhựa), SLA (in resin khổ lớn), DLP (in resin khổ nhỏ) và SLM (in kim loại). Tuy nhiên, ứng dụng thực tế của công nghệ này tại Việt Nam vẫn còn hạn chế.

Phần lớn các cơ sở trong nước mới chỉ dừng lại ở mức độ tạo mẫu nhanh, sản xuất quà tặng, mô hình kiến trúc, linh kiện nhựa tiêu dùng hoặc các thiết bị y tế quy mô nhỏ.

Việc ứng dụng in 3D kim loại ở cấp độ công nghiệp nặng—đặc biệt là chế tạo linh kiện chịu lực, chịu áp suất cao và chống ăn mòn cho ngành năng lượng— vẫn còn là một khoảng trống lớn.

Doanh nghiệp Việt Nam chủ yếu phải nhập khẩu máy móc, phần mềm vận hành và phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn bột kim loại ("mực in") từ nước ngoài với chi phí đắt đỏ.

Đồng thời, hệ thống tiêu chuẩn kiểm định, đánh giá chất lượng và chứng nhận an toàn cho sản phẩm kim loại in 3D trong ngành công nghiệp trụ cột vẫn chưa được xây dựng hoàn chỉnh.

Trong khi đó, ngành dầu khí và năng lượng hoạt động trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt với áp suất khổng lồ, nhiệt độ cao và sự ăn mòn hóa học mạnh mẽ từ lưu huỳnh, muối biển hay axit.

Một sự cố hỏng hóc đơn lẻ trên giàn khoan ngoài khơi hoặc tại nhà máy lọc hóa dầu có thể dẫn đến việc dừng toàn bộ dây chuyền sản xuất, gây thiệt hại hàng triệu USD cho mỗi ngày ngưng trệ.

Công nghệ bồi đắp mang lại những giải pháp có tính chất cách mạng để giải quyết triệt để các bài toán này.

Trước hết, công nghệ bồi đắp cho phép sản xuất nhanh các chi tiết có cấu trúc phức tạp phục vụ cho thiết bị khoan và hệ thống bơm chuyên dụng.

Những linh kiện như cánh bơm định hình, van tiết lưu áp lực cao hay đầu khoan có đường dẫn dung dịch phức tạp vốn đòi hỏi quy trình gia công cơ khí nhiều giai đoạn phức tạp nay có thể được đắp bồi nguyên khối với độ bền cơ học vượt trội.

Bên cạnh đó, việc tạo mẫu nhanh và in trực tiếp giúp rút ngắn tối đa thời gian dừng sản xuất. Thay vì phải duy trì kho bãi khổng lồ để lưu trữ phụ tùng thay thế hoặc chờ đợi từ 6 tháng đến 1 năm để đặt hàng linh kiện nhập khẩu từ nước ngoài, các kỹ sư có thể chuyển sang mô hình "kho hàng kỹ thuật số" —chỉ cần lưu trữ tệp thiết kế 3D và tiến hành in ngay chi tiết thay thế tại chỗ khi gặp sự cố.

Ngoài ra, công nghệ DLD cho phép phục hồi và tái cấu trúc các thiết bị siêu trường, siêu trọng bị mòn hỏng sau thời gian dài vận hành ngoài biển khơi mà không cần phải loại bỏ toàn bộ khối kim loại đắt tiền, từ đó giảm đáng kể khối lượng sản phẩm lãng phí, tiết kiệm nguyên liệu và kéo dài tuổi thọ vận hành của công trình.

Vị thế hàng đầu của Rosatom trong hệ sinh thái bồi đắp

Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Quốc gia Nga (Rosatom) không chỉ nổi tiếng thế giới về công nghệ hạt nhân mà còn là đơn vị tiên phong dẫn đầu trong lĩnh vực sản xuất bồi đắp.

Thay vì chỉ tập trung sản xuất máy in đơn thuần, Rosatom làm chủ toàn bộ chuỗi giá trị bao gồm thiết bị in, bột kim loại đầu vào, phần mềm điều khiển, quy trình công nghệ, dịch vụ bảo trì và đào tạo chuyên gia.

Rosatom đã tự nghiên cứu và chế tạo thành công các dòng máy in kim loại công nghiệp tiên tiến như dòng máy RusMelt ứng dụng công nghệ SLM và dòng máy RusBeam sử dụng công nghệ chùm tia điện tử.

Trong đó, hệ thống máy in RusBeam 2800 đã được xuất khẩu sang Ấn Độ để phục vụ chế tạo chi tiết phức tạp trong ngành hàng không vũ trụ.

Tập đoàn cũng thể hiện năng lực khoa học vượt trội khi được cơ quan quản lý phê duyệt sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo các chi tiết kim loại lắp đặt trực tiếp trên lò phản ứng hạt nhân mô đun nhỏ RITM-200—nơi đòi hỏi độ an toàn tuyệt đối.

Thêm vào đó, Rosatom đã làm chủ công nghệ in 3D đối với đồng và hợp kim đồng—vật liệu nổi tiếng rất khó in 3D do tính dẫn nhiệt cao và khả năng phản xạ tia laser—để chế tạo các bộ trao đổi nhiệt có kênh làm mát chìm phức tạp bên trong một khối duy nhất.