Chế tạo thành công máy gia công đắp lớp vật liệu

ĐNĐT - Thị trường hàng hóa hiện nay ngày càng cạnh tranh về chất lượng và luôn thay đổi mẫu mã đòi hỏi phải rút ngắn quá trình thiết kế, chế tạo sản phẩm. Nắm bắt được nhu cầu đó, nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã chế tạo thành công máy gia công theo công nghệ đắp lớp vật liệu. Đây là công nghệ tạo mẫu nhanh, giúp người thiết kế truyền đạt ý tưởng nhanh chóng đến khách hàng và công nhân thông qua những mẫu sản phẩm hữu hình. 

Với chi phí thấp, tiết kiệm thời gian, máy gia công đắp lớp vật liệu do nhóm tác giả Trường Đại học Bách khoa nghiên cứu có thể tạo ra những mô hình sản phẩm đạt độ chính xác cao.

Tiết kiệm thời gian, giảm chi phí

Hiện nay ở các nước tiên tiến trên thế giới, công nghệ tạo mẫu nhanh đã và đang được ưu tiên nghiên cứu và phát triển bằng nhiều phương pháp khác nhau. Trong số đó phải nói đến công nghệ tạo mẫu nhanh theo nguyên lý đắp lớp, cụ thể là máy in 3 chiều bằng sợi nhựa. 

Dựa trên công nghệ này, nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Bách Khoa đã chế tạo thành công máy gia công đắp lớp để có thể tạo ra các sản phẩm ba chiều với hai màu sắc khác nhau, kích thước sản phẩm có thể chế tạo được trên máy là 400x400x400mm. 

Tiến sĩ Bùi Minh Hiển, Tổ trưởng bộ môn Nguyên lý - Chi tiết máy thuộc Trường Đại học Bách khoa, Trưởng nhóm đề tài này cho hay, nếu thực hiện bằng phương pháp thủ công thì một công trình kiến trúc tính từ khâu thiết kế đến hoàn thiện mô hình sản phẩm phải mất từ 3-4 tháng. Trong khi đó, công nghệ tạo mẫu nhanh bằng máy gia công đắp lớp vật liệu này có thể rút ngắn 60% thời gian, qua đó giúp tiết kiệm chi phí đáng kể.

Hiện thị trường trong nước, hầu hết các máy tạo mẫu nhanh, máy in 3 chiều được mua hoặc được lắp ráp từ những linh kiện nhập từ nước ngoài. Hơn nữa, với một máy in có giá thành rẻ chỉ có thể dùng để tạo ra các sản phẩm có độ chính xác không yêu cầu cao và kích thước nhỏ. Do đó, để tạo được sản phẩm có độ chính xác cao và kích thước lớn thì máy cần có độ cứng vững cao, kích thước lớn nên giá thành cũng cao hơn.

Trong khi đó, máy gia công đắp lớp vật liệu mà nhóm tác giả Trường Đại học Bách khoa nghiên cứu lại khắc phục rất nhiều nhược điểm như: cho ra sản phẩm với thời gian nhanh, tiết kiệm chi phí, giá thành sản phẩm rẻ. Vì vậy, sự ra đời của máy gia công đắp lớp vật liệu này đã phần nào giúp các nhà thiết kế, các kỹ sư kiến trúc giảm bớt áp lực trong việc tạo ra mô hình sản phẩm để giới thiệu cho khách hàng và công nhân làm theo mô hình đó.

Nhìn những tòa lâu đài, bình hoa nghệ thuật, tượng hình người được tạo ra trong thời gian ngắn với những chi tiết tỉ mỉ, độ chính xác cao, chúng tôi hết sức ngạc nhiên về công nghệ chế tạo tuyệt vời của máy gia công đắp lớp vật liệu này. Theo nhóm tác giả, sản phẩm chế tạo từ máy có thể dùng trong các lĩnh vực khác nhau như: chế tạo các chi tiết cơ khí sử dụng trong các máy móc yêu cầu độ chính xác cao; trong nghiên cứu và phát triển sản phẩm, tạo mô hình; trong thiết kế kiến trúc và trang trí, tạo các sản phẩm mang tính nghệ thuật. 

“Trong kiến trúc, khi người kỹ sư hoàn thành xong bản thiết kế thì phải làm mô hình để giới thiệu cho khách hàng. Nếu làm bằng phương pháp thủ công thì rất lâu mà độ chính xác lại không đảm bảo vì có những chi tiết rất tỉ mỉ, không thể làm bằng tay được. Từ bản thiết kế ban đầu, chúng tôi có thể đưa vào máy gia công đắp lớp vật liệu này để cho ra sản phẩm hết sức hoàn hảo mà không phải mất nhiều thời gian. Hiện nay, nhóm chúng tôi đang kết hợp với khoa Kiến trúc để phát triển công nghệ này”, thầy Hiển nói. 

Nghiên cứu gia công trên nhiều loại vật liệu

Nếu như làm bằng phương pháp thủ công thì sản phẩm phải trải qua quá trình chỉnh sửa mất rất nhiều thời gian. Nhưng với máy gia công đắp lớp vật liệu nói trên, chỉ cần thời gian ngắn hơn rất nhiều lần để cho ra sản phẩm cuối cùng. Từ đây, những ưu, nhược điểm của mẫu sản phẩm được phân tích để có sự hiệu chỉnh trong máy tính trước khi đưa vào sản xuất thực tế.

Với sự phát triển về mặt chất lượng, đến nay các sản phẩm từ công nghệ này có thể xem như là sản phẩm cuối cùng với độ chính xác cao nhất.

Hiện nhóm tác giả công trình này chỉ mới bước đầu chế tạo hoàn thiện máy gia công sản phẩm từ sợi nhựa với nguyên lý đắp lớp vật liệu có chi phí thấp.  

Theo thầy Hiển, chỉ cần 1 kg nhựa có giá thành từ 350.000-400.000 đồng, có thể tạo ra nhiều mô hình sản phẩm mà làm thủ công không thể đạt tới được.

Thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu khả năng gia công trên các chi tiết với công nghệ đắp lớp trên các vật liệu kim loại, sử dụng các loại đầu hàn laser có độ chính xác cao để hình thành lớp vật liệu trong quá trình tạo sản phẩm với công nghệ này.

 “Nhóm tác giả sẽ tiếp tục phát triển phần cơ khí, mạch điều khiển để đạt độ chính xác cao hơn và có tính thẩm mỹ hơn, xây dựng phần mềm để có thể tạo ra chương trình gia công của các chi tiết có kích thước lớn hơn, phức tạp hơn”, thầy Hiển chia sẻ.

Bài và ảnh: HOÀNG HÂN