Công nghệ 'in' kim loại: ‘Quân bài tẩy’ Nga chuyển giao cho Việt Nam
Một mũi khoan dầu khí gãy ren ở mỏ ngoài khơi, nhưng chi tiết thay thế phải đặt hàng từ nhà cung cấp nước ngoài mất hàng tuần đến hàng tháng, trong lúc giàn khoan ngừng hoạt động.
Đó là chướng ngại quen thuộc của ngành dầu khí Việt Nam và cũng là lí do khiến thoả thuận "Thành lập trung tâm công nghệ bồi đắp và chuyển giao công nghệ sản xuất mực in 3D" giữa Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) và Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Quốc gia Nga Rosatom được chú ý đặc biệt.
Thỏa thuận là một trong 15 văn kiện hợp tác Việt - Nga được trao dưới sự chứng kiến của Tổng Bí thư, Chủ tịch nước Tô Lâm và Tổng thống Nga Vladimir Putin, đưa công nghệ in 3D kim loại công nghiệp về Việt Nam. Danh mục và tiến độ giao thiết bị đã được xác định, với mục tiêu đưa trung tâm vào vận hành từ năm 2027.
Khi phụ tùng không cần chờ nhập khẩu
Ngành khai thác dầu khí vận hành hàng nghìn chi tiết cơ khí chuyên dụng, như đầu khoan, cánh bơm, van cao áp, ống nối chịu ăn mòn. Phần lớn được thiết kế riêng cho từng giàn khoan, sản xuất với số lượng nhỏ. Nhiều loại chỉ một vài nhà cung cấp trên thế giới có thể làm. Khi một chi tiết hỏng, phương án gần như duy nhất là nhập khẩu, hoặc chấp nhận cho thiết bị nằm chờ.
Ông Phan Tử Giang, Phó Tổng Giám đốc Petrovietnam, mô tả mục tiêu của trung tâm mới là xây dựng một mô hình "kho kĩ thuật số". Thay vì tồn trữ hàng nghìn loại phụ tùng trong nhà kho, kỹ sư chỉ cần lưu bản thiết kế số và sản xuất linh kiện ngay khi có nhu cầu. Cách làm này giúp rút ngắn thời gian ngừng hoạt động nhờ tạo mẫu nhanh. Đồng thời, đây là phương thức hiệu quả để giảm áp lực tồn kho, một khoản chi phí âm thầm nhưng không nhỏ.
Tổng Giám đốc Rosatom Alexey Likhachev cho biết thêm, một trong những ưu điểm của gia công bồi đắp còn là gần như không phát sinh phế liệu, vì bột kim loại chưa dùng đến có thể tái sử dụng cho lần in sau. Đây là khác biệt lớn nhất so với gia công cắt gọt truyền thống, vốn có thể bỏ đi tới 80-90% khối kim loại ban đầu để tạo ra một chi tiết phức tạp.
Nội địa hóa - lợi thế của Nga
Quy mô thị trường bồi đắp kim loại ở Nga đã tăng gấp 10 lần trong 8 năm. Tỉ trọng thiết bị sản xuất tại Nga tăng từ khoảng 4% lên khoảng 42%. Tốc độ gia tăng tỉ lệ nội địa hóa này thể hiện tiềm năng chủ động trong hợp tác và chuyển giao công nghệ của Moscow.
Đơn vị dẫn dắt quá trình đó chính là Rosatom. Công ty con RusAT (Rusatom - Additive Technologies) được Tập đoàn Nhiên liệu TVEL thành lập từ năm 2018, là một phần trong chiến lược lớn hơn của Rosatom nhằm đưa các mảng kinh doanh mới chiếm 30% tổng doanh thu tập đoàn vào năm 2030, bên cạnh điện hạt nhân truyền thống. Công nghệ bồi đắp của RusAT phục vụ sản xuất ma trận nhiên liệu uranium dioxide dùng trong lò phản ứng hạt nhân.
Bột kim loại cho các máy in của Rosatom hiện do Viện Nghiên cứu Vật liệu Vô cơ toàn Nga (VNIINM) trực thuộc TVEL phát triển. Ông Leonid Karpyuk, Giám đốc VNIINM, cho biết viện đang lên kế hoạch dùng công nghệ bồi đắp để chế tạo các bộ phận trong lò phản ứng, như nắp lò và lưới đỡ của bó nhiên liệu.
Điều này cho thấy rằng, Nga có mức độ tự chủ tới cả nghiên cứu cơ bản, bên cạnh năng lực sản xuất đáp ứng các yêu cầu của ngành nhạy cảm như hạt nhân, chứ chưa nói tới dầu khí.
Trọn gói công nghệ "in" kim loại
Trung tâm tại Việt Nam sẽ dùng hai kĩ thuật chính: nấu chảy laser chọn lọc (SLM), trong đó tia laser nung chảy từng lớp bột kim loại mỏng theo bản thiết kế số cho đến khi hoàn thiện chi tiết, cùng đắp bồi laser trực tiếp (DLD), phun bột kim loại qua đầu phun trong lúc laser nung chảy, thường dùng để đắp thêm vật liệu lên bề mặt vật có sẵn.
Cả hai đều cho phép tạo ra những hình dạng phức tạp mà cắt gọt thông thường khó hoặc không thể làm được. Công nghệ DLD còn có thể phục hồi các chi tiết kim loại bị hao mòn thay vì phải thay mới.
Điều khiến thoả thuận này đặc biệt hơn một hợp đồng mua bán thông thường nằm ở chỗ Rosatom không chỉ bán thiết bị. Ông Ilya Kavelashvili, Giám đốc công nghệ bồi đắp của Rosatom, gọi đây là cách tiếp cận "trọn gói". Theo đó, máy in đi kèm phần mềm thiết kế, dịch vụ kỹ thuật, chương trình đào tạo kĩ sư. Quan trọng nhất, thỏa thuận nêu bật khía cạnh xây dựng năng lực sản xuất bột kim loại ngay tại Việt Nam.
Chi tiết này đáng chú ý vì chất lượng bột kim loại như độ tinh khiết, kích thước hạt, độ đồng đều... quyết định trực tiếp độ bền và độ chính xác của sản phẩm in ra. Nếu chỉ nhập máy mà vẫn phải nhập khẩu vật liệu, lợi ích về thời gian và chi phí sẽ giảm đi đáng kể. Chuyển giao khâu sản xuất bột mới khiến chuỗi cung ứng thực sự khép kín trong nước.
Gói thiết bị còn bao gồm hệ thống xử lí nhiệt, máy gia công cơ khí chính xác và phòng phân tích vật liệu, những khâu cần thiết để một chi tiết in 3D đạt tiêu chuẩn kỹ thuật đủ khắt khe cho môi trường khai thác dầu khí, vốn đòi hỏi chịu áp suất, ăn mòn và nhiệt độ cao.
Xu thế "ngoại giao công nghệ" mới của Nga
Đây là lần thứ hai Rosatom triển khai mô hình này ở nước ngoài. Ngày 29/9/2025, nhân triển lãm INNOPROM.Belarus tại Minsk, Rosatom đã khai trương trung tâm công nghệ bồi đắp đầu tiên bên ngoài nước Nga.
Sau một năm hoạt động, trung tâm ở Minsk cho ra công suất còn khiêm tốn, nhưng đã đảm nhận được vai trò ban đầu là đào tạo kỹ sư vận hành, sản xuất máy in nhỏ phục vụ y tế và nghiên cứu. Điều này chứng minh được mô hình chuyển giao "trọn gói" có thể hoạt động ổn định ở một nước không có nền tảng công nghiệp bồi đắp từ trước.
Ông Kavelashvili cho biết Rosatom sẵn sàng cân nhắc tiến thêm một bước, nội địa hoá việc lắp ráp máy in 3D tại Việt Nam để từ đó mở rộng sang thị trường Đông Nam Á.
Tiềm năng ứng dụng lớn cho Việt Nam
Theo Rosatom, để một trung tâm công nghệ bồi đắp thực sự trở thành đầu mối khu vực, cần nhu cầu công nghiệp đủ lớn, đội ngũ kỹ sư được đào tạo bài bản, hạ tầng dịch vụ và nghiên cứu đi kèm, tiêu chuẩn chất lượng và chứng nhận sản phẩm rõ ràng, cùng năng lực bảo trì thiết bị lâu dài.
Petrovietnam rất cần linh kiện khoan, bơm cho ngành dầu khí. Cùng loại công nghệ còn có thể mở rộng sang bộ trao đổi nhiệt, hệ thống làm mát và linh kiện điện có hình dạng phức tạp. Các ngành quan trọng như hàng không, vũ trụ, điện tử, quốc phòng và sắp tới là điện hạt nhân đều là các lĩnh vực mà công nghệ bồi đắp phát huy thế mạnh.
Nhu cầu thực tế ở Việt Nam rất lớn. Dư địa ứng dụng không dừng ở một ngành, một khi năng lực trong nước về làm chủ "tuyệt kĩ" luyện kim này hình thành.
