I. Nghiên cứu công nghệ đúc
Phần này tập trung vào nghiên cứu công nghệ đúc, đặc biệt là đúc mẫu chảy (Investment Casting). Tài liệu trình bày lịch sử phát triển của kỹ thuật đúc, từ thời kỳ đồ đồng đến ứng dụng hiện đại. Nghiên cứu khoa học HCMUTE đã tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình đúc mẫu chảy, nhấn mạnh vào việc giảm chi phí và đơn giản hóa quy trình phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm. Tài liệu đề cập đến các vấn đề như lựa chọn vật liệu đúc, thiết kế khuôn đúc, và kiểm tra chất lượng đúc. Công nghệ đúc mẫu chảy được xem xét kỹ lưỡng, bao gồm các giai đoạn: tạo mẫu, tạo vỏ khuôn, nung chảy mẫu, nung khuôn, và rót kim loại. Đặc điểm của phương pháp đúc mẫu chảy, bao gồm độ chính xác cao, khả năng tạo ra vật đúc phức tạp, nhưng cũng có nhược điểm là chi phí cao và quy trình phức tạp được phân tích. Ứng dụng công nghệ đúc trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất hàng loạt đến chế tạo các sản phẩm mỹ nghệ cao cấp cũng được đề cập.
1.1 Lịch sử và Phân loại Phương pháp Đúc
Tài liệu cung cấp cái nhìn tổng quan về lịch sử nghề đúc, từ những kỹ thuật ban đầu đến những tiến bộ công nghệ hiện đại. Đúc mẫu chảy được nhấn mạnh như một phương pháp đúc chính xác, với lịch sử lâu đời. Các phương pháp đúc khác nhau, bao gồm đúc trong khuôn cát, đúc kim loại, đúc li tâm, và đúc liên tục, được phân loại và so sánh. Vật liệu đúc được sử dụng trong mỗi phương pháp cũng được đề cập. Phân tích quy trình đúc cho thấy sự khác biệt về độ chính xác, chi phí, và ứng dụng của từng phương pháp. Báo cáo tổng kết đề tài KH&CN đã đề cập đến sự cần thiết phải nghiên cứu và phát triển các phương pháp đúc hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí hơn. Nghiên cứu tại HCMUTE đã tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình đúc mẫu chảy để phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam. Đúc kim loại và đúc nhựa được đề cập là những hướng phát triển trong tương lai.
1.2 Quy trình và Tối ưu hóa Đúc Mẫu Chảy
Tài liệu trình bày chi tiết quy trình đúc mẫu chảy, từ việc chế tạo mẫu đến rót kim loại. Việc sử dụng huyền phù để tạo vỏ khuôn được giải thích, cùng với các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng vỏ khuôn. Tối ưu hóa quy trình đúc tập trung vào việc giảm thời gian và chi phí, bằng cách sử dụng dung dịch thủy tinh lỏng thay thế cho etylsilicat đắt tiền. Phương pháp dùng CO2 để làm khô vỏ gốm được đề xuất nhằm rút ngắn thời gian tạo vỏ. Phân tích phần tử hữu hạn đúc có thể được sử dụng để mô phỏng và tối ưu hóa quy trình. Mục tiêu nghiên cứu là tạo ra một quy trình đúc mẫu chảy đơn giản, dễ thực hiện, và chi phí thấp, phù hợp cho việc dạy và học tại HCMUTE. Mẫu đúc được làm từ sáp. Các thí nghiệm về thành phần huyền phù được thực hiện để tìm ra tỉ lệ tối ưu giữa các chất. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng sử dụng dung dịch thủy tinh lỏng như một giải pháp thay thế hiệu quả. Giải pháp thiết kế khuôn được đề xuất dựa trên các kết quả thí nghiệm. An toàn lao động đúc cũng được lưu ý.
II. Thiết kế khuôn đúc
Phần này tập trung vào thiết kế khuôn đúc trong quy trình đúc mẫu chảy. Tài liệu đề cập đến việc sử dụng phần mềm CAD/CAM trong thiết kế khuôn, cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng khuôn đúc. Giải pháp thiết kế khuôn được đề xuất nhằm đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của quá trình đúc. Chế tạo khuôn đúc được mô tả bao gồm các bước chính: chuẩn bị nguyên liệu, tạo khuôn, và xử lý bề mặt khuôn. Công nghệ chế tạo khuôn được lựa chọn phải phù hợp với vật liệu đúc và yêu cầu về độ chính xác của sản phẩm. Phần mềm thiết kế khuôn được sử dụng để tạo ra mô hình 3D của khuôn đúc, giúp cho quá trình chế tạo khuôn được chính xác và hiệu quả hơn. Quản lý dự án đúc hiệu quả giúp giảm chi phí và thời gian.
2.1 Vật liệu và Phương pháp Chế tạo Khuôn
Tài liệu phân tích các vật liệu chế tạo khuôn trong đúc mẫu chảy, bao gồm các vật liệu chịu lửa. Các yếu tố ảnh hưởng đến lựa chọn vật liệu, như độ bền nhiệt, độ cứng, và khả năng chống ăn mòn, được xem xét. Phương pháp chế tạo khuôn được mô tả chi tiết, bao gồm các bước như chuẩn bị hỗn hợp, đổ khuôn, và xử lý khuôn. Kiểm tra chất lượng khuôn là một bước quan trọng để đảm bảo chất lượng vật đúc. Khuôn đúc mẫu được làm từ gốm. Vật liệu tạo mẫu được sử dụng trong quá trình chế tạo khuôn. Chi phí sản xuất đúc được xem xét. Môi trường đúc cần được bảo vệ. Các phương pháp chế tạo khuôn mẫu chảy khác nhau được so sánh và đánh giá. Thiết kế khuôn bằng CAD/CAM được xem là một giải pháp hiện đại và hiệu quả. Phân tích phần tử hữu hạn đúc có thể được áp dụng để cải thiện thiết kế khuôn.
2.2 Ứng dụng CAD CAM và Mô phỏng
Tài liệu nhấn mạnh vai trò của thiết kế khuôn bằng CAD/CAM trong việc nâng cao hiệu quả và độ chính xác của quy trình đúc mẫu chảy. Việc sử dụng phần mềm CAD/CAM cho phép thiết kế và mô phỏng khuôn đúc một cách chính xác, giúp giảm thiểu lỗi và tiết kiệm thời gian. Mô phỏng quy trình đúc bằng phần mềm chuyên dụng cho phép dự đoán các vấn đề có thể xảy ra trong quá trình đúc, giúp cho việc tối ưu hóa quy trình trở nên hiệu quả hơn. Phần mềm thiết kế khuôn hỗ trợ các tính năng mô phỏng như phân tích dòng chảy kim loại, phân bố nhiệt độ, và ứng suất. Mô hình hóa đúc giúp dự đoán khuyết tật. Quản lý chất lượng đúc được cải thiện nhờ mô phỏng. An toàn lao động đúc được nâng cao nhờ mô phỏng. Môi trường đúc được cải thiện nhờ mô phỏng. Chi phí sản xuất đúc giảm nhờ tối ưu hóa thiết kế.
III. Kết quả nghiên cứu tại HCMUTE
Phần này trình bày kết quả nghiên cứu về quy trình công nghệ đúc mẫu chảy và thiết kế khuôn thực hiện tại Trường Đại học Công nghệ TP.HCM (HCMUTE). Tài liệu nhấn mạnh tính mới và sáng tạo của nghiên cứu, cụ thể là việc sử dụng dung dịch thủy tinh lỏng thay thế cho etylsilicat, giúp giảm chi phí và đơn giản hóa quy trình. Kết luận và kiến nghị được đưa ra dựa trên các kết quả thí nghiệm và phân tích. Báo cáo tổng kết đề tài KH&CN cấp trường đã trình bày chi tiết các kết quả nghiên cứu đạt được, bao gồm các thông số kỹ thuật của huyền phù, đặc tính của khuôn đúc mẫu, và chất lượng của vật đúc. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp dụng của nghiên cứu được đánh giá. Ứng dụng công nghệ đúc trong giáo dục cũng được đề cập.
3.1 Kết quả Thí nghiệm và Phân tích
Phần này trình bày chi tiết các kết quả thí nghiệm về thành phần huyền phù và đặc tính của vật liệu chịu nóng. Các thông số kỹ thuật quan trọng, như tỉ lệ các thành phần trong huyền phù, nhiệt độ nung, và thời gian nung, được ghi nhận và phân tích. Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng áp dụng của dung dịch thủy tinh lỏng trong việc chế tạo vỏ khuôn. Phân tích kết quả được thực hiện để đánh giá hiệu quả của quy trình đúc tối ưu. Kiểm tra chất lượng đúc được thực hiện để đánh giá chất lượng vật đúc tạo ra. Xu hướng công nghệ đúc được đề cập. Bảng biểu và hình ảnh minh họa được sử dụng để trình bày kết quả một cách trực quan và dễ hiểu. Luận văn đúc mẫu chảy cung cấp dữ liệu cụ thể. Bài báo khoa học đúc có thể được xuất bản dựa trên kết quả nghiên cứu này.
3.2 Ứng dụng và Kiến nghị
Phần này đề xuất các ứng dụng của kết quả nghiên cứu trong thực tế, đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục. Quy trình đúc mẫu chảy đơn giản có thể được sử dụng như một phương pháp dạy học thực hành hiệu quả cho sinh viên. Các kiến nghị được đưa ra nhằm hoàn thiện hơn nữa quy trình đúc, bao gồm việc nghiên cứu các loại vật liệu đúc mới, tối ưu hóa thiết kế khuôn, và ứng dụng các công nghệ tiên tiến. Nghiên cứu quy trình công nghệ đúc cần được tiếp tục để nâng cao hiệu quả và chất lượng. HCMUTE có thể mở rộng nghiên cứu để tìm ra các vật liệu khác phù hợp với điều kiện Việt Nam. Thí nghiệm đúc có thể được thực hiện với quy mô lớn hơn để chứng minh tính khả thi của quy trình. Quản lý chất lượng đúc cần được chú trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm. An toàn lao động đúc luôn được đảm bảo.
