BYU và Toyota đã hợp tác để tạo ra một kỹ thuật hàn mới giúp tăng cường độ bền và giảm phát thải.
Theo đó, các kỹ sư từ Đại học Brigham Young (BYU) đã hợp tác cùng hãng xe Toyota để phát triển một phương pháp hàn tiên tiến hơn cho cửa trượt của dòng xe Toyota Sienna. Đây là một cải tiến đáng chú ý, nhất là khi việc sử dụng nhôm nhẹ thay vì thép đang trở thành xu hướng trong ngành công nghiệp ô tô.
Phương pháp hàn truyền thống, hàn điểm bằng điện trở, thường được sử dụng cho thép. Tuy nhiên, phương pháp mới được BYU và Toyota phát triển có tên là “hàn khuấy điểm bằng ma sát tái điền” (refill friction stir spot welding) lại phù hợp với các đặc tính hóa học riêng biệt của nhôm. Theo BYU, kỹ thuật này tiêu tốn ít năng lượng hơn đến 40 lần, giảm phát thải, và tạo ra các mối hàn bền gấp 10 lần so với phương pháp cũ.
Giáo sư Yuri Hovanski từ BYU đã giới thiệu phương pháp hàn mới tại một hội thảo, và đây cũng là nơi đội ngũ Toyota phát hiện và đề nghị hợp tác. Sau đó, Hovanski cùng nghiên cứu sinh Damon Gale đã đến nhà máy của Toyota tại Indiana để nghiên cứu quy trình sản xuất hiện tại và đánh giá cách áp dụng phương pháp mới vào cửa trượt nhôm của Toyota Sienna.
Điểm nổi bật của phương pháp “hàn khuấy điểm bằng ma sát tái điền” là kết nối kim loại mà không cần làm tan chảy. Áp lực được áp dụng cùng lúc với việc đưa một đầu mũi khoan vào kim loại, tạo nhiệt do ma sát và làm mềm nhôm. Các tấm nhôm được khuấy trộn với nhau và sau đó lỗ hở được lấp lại khi áp lực được giải phóng, tạo nên mối nối chắc chắn và giảm số lượng mối hàn cần thiết.
Hovanski nhấn mạnh rằng mục tiêu của họ là thực hiện các quy trình sản xuất thân thiện với môi trường hơn. Phương pháp này cũng giảm tiêu thụ nguyên vật liệu vì không cần dùng chất độn, đồng thời giảm thiểu thiết bị cần sử dụng. “Chúng tôi rất hào hứng khi thấy những gì mình làm đang đóng góp vào việc bảo vệ môi trường,” Hovanski chia sẻ.
Các phát hiện từ nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí như SAE International và Journal of Manufacturing and Materials Processing. Gale, tác giả chính của nghiên cứu trên tạp chí SAE International, khẳng định phương pháp này có tiềm năng trở thành tiêu chuẩn mới trong việc sản xuất thân xe ô tô.