Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ bảy, 13/08/2022 | 03:24

Thứ bảy, 13/08/2022 | 03:24

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 17:10 ngày 27/06/2022

Nghiên cứu, chế tạo thiết bị gia công chi tiết kim loại dạng thành mỏng trong khuôn bằng công nghệ biến dạng cục bộ

Công nghệ tạo hình kim loại tấm bằng biến dạng cục bộ là một công nghệ khá linh động trong lĩnh vực tạo hình tấm. Ưu điểm đáng chú ý nhất là khả năng tạo hình tấm kim loại hoặc phi kim mà không cần sử dụng các bộ phận khuôn mẫu phức tạp. Công nghệ này sử dụng dụng cụ tạo hình được điều khiển số thông qua máy tính, do đó, quá trình tạo hình sản phẩm được kết nối linh hoạt với giai đoạn thiết kế mô hình CAD. Vì vậy, chi phí tạo ra sản phẩm giảm đi đáng kể và đặc biệt phù hợp với các yêu cầu thiết kế thử nghiệm chi tiết.
Ứng dụng của công nghệ biến dạng kim loại tấm cục bộ trong sản xuất là rất đa dạng với nhiều chủng loại sản phẩm dạng thành mỏng. Công nghệ biến dạng cục bộ thể hiện nhiều ưu điểm nổi bật mà các phương pháp khác không có được. Sản phẩm của của công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực từ đồ dùng gia dụng, các thiết bị công nghiệp, tới các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao như trong khuôn mẫu hay lĩnh vực hàng không và vũ trụ. Với sự phát triển mạnh mẽ của mình, công nghệ biến dạng cục bộ hiện nay được xem là một công nghệ tiên tiến có thể thay thế cho công nghệ gia công truyền thống để chế tạo các chi tiết kim loại thành mỏng trong khuôn.
Tuy nhiên, tại Việt Nam, công nghệ biến dạng kim loại tấm nói chung và biến dạng cục bộ kim loại tấm nói riêng vẫn còn là lĩnh vực mới, chưa có nhiều nghiên cứu liên quan đến vấn đề này. Một khó khăn còn tồn tại trong việc sử dụng công nghệ biến dạng cục bộ vào thực tiễn sản xuất là sự thiếu hụt các máy móc thiết bị chuyên dụng, phù hợp với quá trình gia công biến dạng dẻo. Hiện nay, các cơ sở cơ khí trong nước chưa sản xuất máy biến dạng cục bộ chuyên dụng, các thiết bị máy móc chuyên dụng gia công bằng phương pháp biến dạng kim loại tấm chủ yếu có nguồn gốc từ nước ngoài với giá rất cao.
Để ứng dụng thành công các phương pháp tạo hình này, các công ty sản xuất trong nước cần làm chủ được công nghệ biến dạng cục bộ với các yêu cầu khắt khe về quy trình, thông số công nghệ tối ưu; làm chủ được khả năng chế tạo các chi tiết/linh kiện thay thế.
Ngoài ra, các nghiên cứu bước đầu trong lĩnh vực khuôn mẫu cho thấy nhu cầu chế tạo các sản phẩm thành mỏng đang là vấn đề cấp thiết nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhu cầu đặt hàng từ nước ngoài. Vì vậy, việc nghiên cứu, ứng dụng, phát triển công nghệ và thiết bị biến dạng cục bộ trong giai đoạn hiện nay rất cần thiết và cần có chính sách hợp lý đầu tư cho lĩnh vực biến dạng cục bộ để trở thành một yếu tố thúc đẩy ngành cơ khí nội địa phát triển, đặc biệt trong lĩnh vực khuôn mẫu.
Với đề tài nêu trên, nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu công nghệ biến dạng kim loại tấm theo phương pháp biến dạng cục bộ; tính toán, thiết kế và chế tạo cơ cấu di chuyển đầu tạo biến dạng cục bộ (phương Z); tính toán, thiết kế và chế tạo cơ cấu di chuyển phôi trong quá trình tạo hình (phương X và Y); thiết kế và chế tạo đầu tạo biến dạng cục bộ; tính toán, thiết kế và chế tạo cơ cấu giữ phôi; thiết kế và chế tạo cơ cấu giám sát lực trong quá trình tạo hình các chi tiết kim loại dạng thành mỏng; thiết kế, chế tạo khung máy và hoàn chỉnh thiết bị. Bên cạnh đó, tiến hành thực nghiệm, phân tích, đánh giá kết quả biến dạng cục bộ; nghiên cứu tối ưu hóa các thông số gia công với sản phẩm thực nghiệm; thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa có tích hợp tấm cách nhiệt bằng kim loại dạng thành mỏng.
Khuôn phun ép nhựa có tích hợp tấm cách nhiệt bằng kim loại dạng thành mỏng và sản phẩm phun ép
Kết quả đề tài đã làm chủ công nghệ và chế tạo thiết bị biến dạng cục bộ với các yêu cầu khắt khe về quy trình, đồ gá, dụng cụ tạo hình và thông số công nghệ tối ưu. Đồng thời ứng dụng công nghệ biến dạng cục bộ kim loại tấm trong quy trình chế tạo khuôn phun ép nhựa nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm thành mỏng; đề xuất phương pháp gia nhiệt bề mặt khuôn phun ép bằng khí nóng nhằm nâng cao hiệu quả gia/giải nhiệt trong quy trình phun ép nhựa.
Các sản phẩm đạt được của đề tài gồm thiết bị biến dạng cục bộ kim loại tấm; mẫu sản phẩm thử nghiệm biến dạng cục bộ; bộ khuôn phun ép và mẫu sản phẩm phun ép nhựa; tài liệu hướng dẫn vận hành thiết bị tạo hình bằng phương pháp biến dạng cục bộ.
Trong đó, thiết bị biến dạng cục bộ kim loại tấm có kích thước < 1800 x 1800 x 1800mm; trọng lượng < 1000kg; không gian tạo hình: 300 x 300 x 200mm; chiều dày phôi: 0,5 - 1,5mm; đường kính đầu tạo biến dạng < 30mm; tốc độ xoay của dụng cụ tạo biến dạng > 200 vòng/phút; tốc độ di chuyển theo phương X và Y: 150 - 300mm/phút; tốc độ di chuyển theo phương Z: 30 - 60mm/phút.
Sản phẩm có thiết bị giám sát lực theo phương X, Y, Z trong quá trình tạo biến dạng với sai số nhỏ hơn 3%; có thể sử dụng đầu biến dạng bán cầu hoặc đầu biến dạng cầu; có thể bôi trơn hoặc không bôi trơn trong quá trình tạo biến dạng; dạng sản phẩm gia công: lồi và lõm; có thể chạy liên tục hoặc từng đoạn chương trình (dùng cho quá trình kiểm tra chương trình).
Các kết quả của đề tài sẽ góp phần giúp các công ty cơ khí khuôn mẫu tại Việt Nam tiếp cận và ứng dụng hiệu quả hơn công nghệ biến dạng cục bộ kim loại trong gia công các chi tiết kim loại dạng thành mỏng trong khuôn. Qua đó giúp doanh nghiệp giảm giá thành đầu tư thiết bị tương đương từ nước ngoài, linh hoạt trong việc thay đổi mẫu mã, nâng cao khả năng cạnh tranh.
Các công nghệ và thiết bị thuộc đề tài dự kiến sẽ được chuyển giao dưới hình thức từng phần/trọn gói cho các công ty chuyên về gia công chi tiết trong ngành khuôn mẫu/các công ty cơ khí có nhu cầu trên địa bàn TP.HCM.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài tại Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ (CESTI).
Theo: CESTI
lên đầu trang