Nghiên Cứu Tạo Hình Kim Loại Tấm Bằng Công Nghệ Biến Dạng Gia Tăng Đa Điểm (TPIF)

• Tác giả: Ma Văn Việt
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Văn Sỹ
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu Tạo Hình Kim Loại Tấm Bằng Công Nghệ Biến Dạng Gia Tăng Đa Điểm (TPIF – Two Point Incremental Forming)
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LÝ LỊCH KHOA HỌC
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về hướng nghiên cứu
• 1.2. Tổng quan và phân loại ISF
• 1.3. Trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lý thuyết biến dạng kim loại
• 2.2. Lý thuyết về quy hoạch thực nghiệm
• 2.2.1. Tổng quan và phương pháp quy hoạch thực nghiệm
• 2.2.2. Xác định các yếu tố đầu vào
• 2.2.3. Mô phỏng phần tử hữu hạn trong ISF
• 2.2.3.1. Phương pháp tích phân tường minh (Explicit)
• 2.2.3.2. Ổn định của tích phân tường minh
• 2.2.3.3. Phương pháp tích phân tiềm ẩn (Implicit)
• 2.2.3.4. Ổn định của tích phân tiềm ẩn
• 3. CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM
• 3.1. Thiết bị và đồ gá cho ISF
• 3.1.1. Thiết bị thí nghiệm
• 3.1.2. Dụng cụ tạo hình
• 3.2. Thiết kế đồ gá TPIF
• 3.3. Chất bôi trơn
• 3.4. Hình dạng chi tiết khảo sát
• 3.4.1. Các yếu tố ảnh hưởng
• 3.4.2. Ma trận thực nghiệm
• 3.4.3. Trình tự thực nghiệm
• 3.5. Thông số kỹ thuật thiết bị đo sử dụng trong quá trình thực nghiệm
• 3.6. Các thiết bị đo tại phòng thí nghiệm đo lường cơ khí ĐHBK Tp. HCM được sử dụng đo như sau
• 4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH TPIF
• 4.1. PPPTHH trong ISF
• 4.2. Điều kiện biên, tạo lưới
• 4.3. Dưỡng tạo hình
• 4.4. Dụng cụ tạo hình
• 4.5. Thông số vật liệu trong Abaqus
• 4.6. Kết quả mô phỏng
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 5.1. Vật liệu thực nghiệm
• 5.2. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến khả năng tạo hình TPIF
• 5.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng
• 5.2.2. Ma trận thực nghiệm
• 5.2.3. Phân tích kết quả
• 5.2.3.1. Ảnh hưởng của các thông số công nghệ lên chất lượng sản phẩm (biên dạng chi tiết, độ nhám bề mặt, phân bố chiều dày, cấu trúc tế vi bề mặt chi tiết)
• 5.2.3.2. Khả năng biến dạng (α)
• 5.2.4. So sánh kết quả dự báo với kết quả thí nghiệm
• 5.2.5. Khả năng biến dạng (góc biến dạng)
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Công Nghệ TPIF trong Tạo Hình Kim Loại

Công nghệ tạo hình kim loại tấm bằng phương pháp TPIF (Two Point Incremental Forming) đang trở thành một trong những xu hướng nổi bật trong ngành chế tạo hiện đại. Phương pháp này không chỉ giúp giảm thiểu chi phí sản xuất mà còn nâng cao độ chính xác và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào các khía cạnh của công nghệ TPIF, từ nguyên lý hoạt động đến ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp.

1.1. Khái niệm và Nguyên lý hoạt động của TPIF

TPIF là một phương pháp tạo hình kim loại tấm không sử dụng khuôn, cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp với độ chính xác cao. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc sử dụng chuyển động của máy CNC để biến dạng vật liệu theo từng lớp.

1.2. Lợi ích của Công Nghệ TPIF trong Sản Xuất

Công nghệ TPIF mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí sản xuất, tăng tính linh hoạt trong thiết kế sản phẩm và cải thiện chất lượng bề mặt. Điều này giúp các nhà sản xuất đáp ứng nhanh chóng nhu cầu thị trường.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nghiên Cứu TPIF

Mặc dù công nghệ TPIF có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức cần được giải quyết. Các vấn đề như khả năng biến dạng của vật liệu, chất lượng bề mặt và hiệu suất sản xuất là những yếu tố quan trọng cần được nghiên cứu kỹ lưỡng.

2.1. Khả năng Biến dạng của Vật liệu trong TPIF

Khả năng biến dạng của vật liệu là yếu tố quyết định đến chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu cần xác định các thông số công nghệ ảnh hưởng đến khả năng này, như bước tiến và vận tốc dụng cụ.

2.2. Chất lượng Bề mặt và Các Yếu tố Ảnh hưởng

Chất lượng bề mặt sản phẩm là một trong những yêu cầu quan trọng trong sản xuất. Các yếu tố như chất bôi trơn và phương pháp bôi trơn có thể ảnh hưởng lớn đến độ nhám và hình dạng sản phẩm.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu TPIF và Các Thông Số Kỹ Thuật

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng và thực nghiệm để khảo sát khả năng tạo hình của vật liệu nhôm tấm A 1050 H14. Các thông số kỹ thuật như bước tiến, vận tốc dụng cụ và đường kính dụng cụ sẽ được phân tích chi tiết.

3.1. Mô phỏng Quá trình TPIF bằng Phần mềm

Sử dụng phần mềm mô phỏng như Abaqus để dự đoán độ chính xác hình học và khả năng biến dạng của vật liệu. Mô phỏng giúp xác định các thông số tối ưu cho quá trình tạo hình.

3.2. Thực nghiệm và Đánh giá Kết quả

Thực nghiệm sẽ được tiến hành để kiểm tra khả năng biến dạng của vật liệu nhôm tấm A 1050 H14. Kết quả sẽ được so sánh với các giá trị mô phỏng để đánh giá độ chính xác của phương pháp.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn của Công Nghệ TPIF trong Ngành Công Nghiệp

Công nghệ TPIF đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như ô tô, hàng không và y tế. Việc ứng dụng này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.1. Ứng dụng trong Ngành Ô Tô

Trong ngành ô tô, TPIF được sử dụng để tạo ra các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao, giúp giảm trọng lượng và tăng hiệu suất của xe.

4.2. Ứng dụng trong Ngành Hàng Không

Công nghệ TPIF cho phép sản xuất các bộ phận nhẹ và bền, đáp ứng yêu cầu khắt khe của ngành hàng không về chất lượng và độ an toàn.

V. Kết Luận và Tương Lai của Nghiên Cứu TPIF

Nghiên cứu về công nghệ TPIF mở ra nhiều triển vọng cho ngành chế tạo kim loại tấm. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với nhiều cải tiến về kỹ thuật và ứng dụng.

5.1. Tóm tắt Kết quả Nghiên Cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy TPIF là một phương pháp hiệu quả trong việc tạo hình kim loại tấm, với khả năng biến dạng tốt và chất lượng sản phẩm cao.

5.2. Hướng phát triển trong Tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện hiệu suất và chất lượng của công nghệ TPIF, đồng thời mở rộng ứng dụng trong các lĩnh vực khác.