Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ sáu, 29/03/2024 | 00:53

Thứ sáu, 29/03/2024 | 00:53

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 08:19 ngày 08/03/2023

Chế tạo thiết bị rung siêu âm ứng dụng trong ngành đúc kim loại

Vừa qua, nhóm tác giả của Trường Đại học Bách khoa TP. HCM đã chế tạo thành công thiết bị đúc có chất lượng tương đương như đúc áp lực mà không cần đầu tư chi phí cho thiết bị đúc áp lực. 
Theo chia sẻ của TS Nguyễn Thanh Hải – Chủ nhiệm đề tài, hiện nay các doanh nghiệp sản xuất đúc hợp kim nhôm thường sử dụng phương pháp đúc áp lực cao. Phương pháp này tạo ra sản phẩm đúc có chất lượng bề mặt tốt, các chi tiết thành mỏng có độ sắc nét cao. 
Tuy nhiên, nhược điểm lớn của phương pháp này là chi phí đầu tư ban đầu cao và yêu cầu sản lượng phải đủ lớn, hợp kim đúc phải được tinh luyện kỹ lưỡng. Để tạo ra một sản phẩm đúc chất lượng cao mà không cần đầu tư thêm thiết bị khác để giảm chi phí, thì việc rung khuôn siêu âm khi đúc khuôn kim loại tĩnh là một giải pháp hữu hiệu. 
Nhằm cải tiến dây chuyền sản xuất của các doanh nghiệp đúc kim loại, TS Nguyễn Thanh Hải và cộng sự ở Trường Đại học Bách khoa TPHCM đã triển khai đề tài “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị rung siêu âm ứng dụng đúc hợp kim nhôm trong khuôn kim loại”, cho phép tạo ra sản phẩm đúc có chất lượng tương đương như đúc áp lực mà không cần đầu tư chi phí cho thiết bị đúc áp lực. 
Thiết bị đúc siêu âm. (Ảnh: Nhóm nghiên cứu)
Sau khoảng thời gian nghiên cứu, chế tạo, đề tài đã đạt được mục tiêu đề ra. Theo đó, nhóm tác giả đã chế tạo được thiết bị đúc hợp kim nhôm có hỗ trợ rung khuôn siêu âm với tần số 20kHz, công suất 2kW tác động trực tiếp vào khuôn vật đúc trong quá trình đông đặc. Thiết bị nấu đúc kim loại gồm các bộ phận như nồi nấu kim loại, lò điện trở, bộ điều khiển và kiểm soát nhiệt độ, nguồn siêu âm 20kHz, hệ đầu rung siêu âm, khuôn đúc bằng kim loại, hệ thống rót kim loại. 
TS. Nguyễn Thanh Hải cho hay: “Với tần số 20kHz, sản phẩm đúc đạt chất lượng, đồng thời không gây tiếng ồn khó chịu, ảnh hưởng đến người lao động trong quá trình sản xuất.”
Tiếp đó, nhóm đã tiến hành thử nghiệm đúc trên hợp kim nhôm ADC12 trong khuôn kim loại có và không có rung siêu âm. Đây là loại hợp kim có hàm lượng Silic cao (8-12%), thường được dùng làm nguyên liệu trong các nhà máy sản xuất các bộ phận, phụ tùng bằng hợp kim nhôm (thiết bị điện tử, linh kiện ô tô, xe điện, xe máy, máy móc công – nông nghiệp…) theo phương pháp đúc áp lực. 
Kết quả cho thấy, độ cứng, bền kéo tăng 20%, so với không có rung siêu âm, bề mặt sản phẩm mịn hơn. Ngoài ra, khi sử dụng rung siêu âm thì khả năng điền đầy khuôn đúc cao hơn, nên giúp thúc đẩy khí thoát ra khỏi kim loại, nên làm giảm những khuyết tật (rỗ khí, rỗ co) trong sản phẩm đúc. Bên cạnh đó, với một số thiết kế khuôn thay đổi, thiết bị có thể đúc được các mẫu thử dùng cho đo kiểm, cũng như các chi tiết có khí kích thước nhỏ, dùng trong một số máy móc thông dụng.
Với những kết quả đạt được, Sở Khoa học và Công nghệ TP. HCM đã nghiệm thu đề tài và nhóm tác giả có thể chuyển giao công nghệ, bao gồm đào tạo kỹ sư, kỹ thuật viên vận hành, cải tiến quy trình công nghệ đúc có hỗ trợ siêu âm cho các doanh nghiệp.
Rung siêu âm trong đúc kim loại là công nghệ phụ trợ sạch, cải tiến chất lượng vật đúc mà không sử dụng các hóa chất phụ gia công nghiệp nên mang lại tác động tích cực với môi trường và năng lượng. Công nghệ này khi áp dụng vào quá trình sản xuất sẽ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm đúc trong khuôn kim loại, đặc biệt là ngành công nghiệp ô tô. 
Phương Loan
lên đầu trang