Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghệ xử lý và hóa bền bề mặt đóng vai trò thiết yếu trong việc bảo vệ chi tiết cơ khí khỏi ăn mòn, mài mòn và nâng cao tính thẩm mỹ. Năm 2012, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh áp dụng khung chương trình đào tạo theo tiếp cận CDIO (Conceive - Design - Implement - Operate) cho ngành Kỹ thuật Công nghiệp. Trong chương trình này, môn học Thí nghiệm xử lý và hóa bền bề mặt (mã môn: 151SEPR411626, 1 tín chỉ) được đưa vào giảng dạy thực hành song song với học phần lý thuyết (mã môn: 151SUEN421526, 2 tín chỉ).

Thực trạng tại phòng thí nghiệm của trường cho thấy quá trình thực hành bài thí nghiệm số 2 ("Mạ đồng") còn tồn tại nhiều bất cập:

  • Thiết bị và dụng cụ phục vụ thí nghiệm mang tính thủ công đơn giản (bao gồm 01 máy gia nhiệt, 01 nguồn chỉnh lưu Matrix MPS-3010-L1, 01 máy sấy, 04 thau nhựa, 04 hàm kẹp, que đồng, que thủy tinh, thanh chì và thanh thép không gỉ).
  • Sinh viên phải trực tiếp nhúng, lắc mẫu bằng tay trong các bể hóa chất để dung dịch tác động nhanh lên bề mặt phôi, dẫn đến nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với hóa chất độc hại và hơi axit bay hơi (dung dịch $H_2SO_4$, $CuSO_4$), ảnh hưởng xấu đến sức khỏe.
  • Thời gian tiến hành thí nghiệm kéo dài: một buổi học gồm 5 tiết (250 phút) dành cho 6–9 nhóm sinh viên. Riêng thời gian thực hiện mạ tuần tự cho 6 nhóm đã chiếm tới 138 phút (33 phút mạ lót photphat và 105 phút mạ sunfat), khiến sinh viên không có đủ thời gian quan sát hiện tượng phản ứng và chất lượng lớp mạ không đồng đều.
  • Giảng viên gặp khó khăn trong việc kiểm soát, giám sát và lưu trữ chính xác các thông số công nghệ (dòng điện, thời gian mạ) của từng nhóm sinh viên.

Nhằm giải quyết các vấn đề trên, đề tài tập trung vào 4 nhiệm vụ nghiên cứu chính:

  1. Tính toán, thiết kế mô hình máy mạ điện bán tự động.
  2. Nghiên cứu, lập trình nhập/xuất dữ liệu vận hành và lưu trữ dữ liệu vào máy tính/thẻ nhớ.
  3. Chế tạo thử nghiệm mô hình máy mạ điện bán tự động.
  4. Vận hành, đánh giá và sửa chữa phương án thử nghiệm của máy.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình mạ đồng sunfat trong Bài thí nghiệm số 2 (môn Thí nghiệm xử lý và hóa bền bề mặt); phôi mạ là thép dạng tấm có độ dày $0{,}05 - 0{,}1\text{ mm}$; mô hình máy mạ điện bán tự động.
  • Phạm vi nghiên cứu: Thiết kế cơ khí cơ cấu di chuyển và gắp phôi bán tự động; lập trình vi điều khiển quản lý quy trình nhúng, sục khí, sấy và đo dòng; lưu trữ thông số mạ ra thẻ nhớ MMC/SD; thời gian thực hiện đề tài từ ngày 21/03/2016 đến ngày 20/07/2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp cơ sở lý thuyết điện hóa mạ kim loại, phương pháp tính toán cơ học truyền động và kỹ thuật điều khiển nhúng vi điều khiển:

1. Cơ sở lý thuyết mạ điện và mạ đồng

Quá trình mạ điện dựa trên định luật điện phân Faraday để xác định mật độ dòng điện và chiều dày lớp mạ:

  • Mật độ dòng điện cathode: $i_a = \frac{I_0}{S}$ (trong đó $I_0$ là cường độ dòng điện nguồn tính bằng A, $S$ là diện tích bề mặt mạ tính bằng $\text{dm}^2$).
  • Chiều dày lớp mạ: $d = \frac{10^4 \cdot (G_1 - G)}{\gamma \cdot S}$ (trong đó $G_1, G$ lần lượt là khối lượng mẫu sau và trước khi mạ tính bằng g; $\gamma$ là trọng lượng riêng của đồng $8{,}96\text{ g/cm}^3$; $S$ là diện tích tính bằng $\text{cm}^2$).

Do dung dịch mạ đồng sunfat có khả năng phân bố kim loại kém và không thể mạ trực tiếp lên nền thép (do phản ứng tiếp xúc tạo lớp đồng xốp, bám dính yếu), quy trình bắt buộc phải mạ lót một lớp đồng photphat trước khi mạ dày trong dung dịch đồng sunfat.

Thông số công nghệ Bể mạ lót Đồng Photphat Bể mạ chính Đồng Sunfat
Thành phần hóa chất $\text{CuSO}_4\cdot10\text{H}_2\text{O}$: $130 - 140\text{ g/l}$
$\text{Na}_2\text{HPO}_4\cdot12\text{H}_2\text{O}$: $90 - 95\text{ g/l}$		 $\text{CuSO}_4\cdot5\text{H}_2\text{O}$: $200 - 250\text{ g/l}$
$\text{H}_2\text{SO}_4$: $50 - 70\text{ g/l}$
Độ pH dung dịch $7{,}4 - 8{,}3$ Môi trường axit mạnh
Nhiệt độ làm việc $25 - 35^\circ\text{C}$ Nhiệt độ phòng
Mật độ dòng điện ($i_k$) $0{,}3 - 0{,}5\text{ A/dm}^2$ $1{,}0 - 2{,}0\text{ A/dm}^2$
Mục đích Tạo lớp mạ lót mịn, tăng độ bám dính Tăng nhanh chiều dày lớp mạ đồng

2. Nền tảng điều khiển và phần cứng

  • Bộ vi điều khiển: ARM 32-bit Cortex-M3 (STM32F103C8T6 / STM32F103RCT6), tần số hoạt động tối đa $72\text{ MHz}$, bộ nhớ Flash $64\text{ KB}$, 37 chân I/O, tích hợp 2 bộ chuyển đổi ADC 12-bit, hỗ trợ giao tiếp I2C, SPI, UART.
  • Thiết bị ngoại vi: Cảm biến dòng Hall IC ACS712ELC-05B, màn hình LCD Text 20x4 giao tiếp qua module chuyển đổi I2C, module thẻ nhớ MMC/SD giao tiếp board STM32-GEM3M, cụm mạch relay tự động ngắt nguồn động cơ khi không hoạt động để tránh quá nhiệt.
  • Phần mềm phát triển: Môi trường Keil C MDK, phần mềm STM32 ST-Link Utility nạp qua giao tiếp SWD (Serial Wire Debug), phần mềm STMStudio hỗ trợ giám sát thông số biến thời gian thực.

Thiết kế và triển khai mô hình máy mạ

1. Lựa chọn phương án động học và truyền động cơ khí

Tác giả so sánh các phương án kết cấu và chọn giải pháp tối ưu cho môi trường phòng thí nghiệm:

  • Phương án động học trục: Chọn phương án trục X cố định trên trục Y. Trục Y di chuyển tịnh tiến dọc theo thân máy để đưa cụm đầu kẹp phôi qua các bể chức năng; trục Z gắn trên dầm X thực hiện chuyển động nâng hạ phôi theo phương thẳng đứng. Phương án này tối ưu hóa độ cứng vững kết cấu và đơn giản hóa việc đi dây điều khiển.
  • Cơ cấu truyền động: Chọn cơ cấu truyền động đai răng (puli chu vi $20 - 30\text{ mm}$) thay cho vít me đai ốc thường và vít me bi. Truyền động đai đáp ứng tốc độ di chuyển nhanh giữa các bể hóa chất, kết cấu gọn nhẹ, chi phí thấp và phù hợp với tải trọng nhỏ của mẫu mạ trong phòng thí nghiệm.
  • Cơ cấu dẫn động: Chọn động cơ bước 2 pha (Step motor) thay cho động cơ Servo nhờ tính đơn giản của mạch điều khiển vòng hở, chi phí thấp và khả năng định vị tọa độ các bể mạ chính xác mà không cần hệ thống encoder phức tạp.
Tiêu chí so sánh Động cơ bước (Stepper Motor) Động cơ Servo
Mạch driver Đơn giản, dễ chế tạo/kết nối Phức tạp, bắt buộc dùng driver chuyên dụng
Tín hiệu điều khiển Xung số điều khiển góc bước Điều chế độ rộng xung/nghịch lưu sóng sin
Phương thức điều khiển Vòng hở (Open loop) Vòng kín (Closed loop có phản hồi Encoder)
Tốc độ vận hành Thấp ($1000 - 2000\text{ rpm}$) Cao ($3000 - 5000\text{ rpm}$)
Độ ổn định khi giữ tải Dòng DC cấp liên tục giữ vị trí Tự động sinh mô-men bù sai lệch vị trí
Chi phí chế tạo Thấp, phù hợp mô hình thí nghiệm Cao

2. Bố trí các cụm chức năng và quy trình hoạt động

Mô hình máy mạ được thiết kế thành một chuỗi bể chức năng đặt thẳng hàng dọc theo hành trình trục Y:

  • Cụm khung máy và trượt: Khung định hình chịu lực, hai thanh side dẫn hướng đỡ cụm trục Z di chuyển dọc trục Y.
  • Cơ cấu kẹp phôi trục Z: Thiết kế đồ gá đôi cho phép kẹp và mạ đồng thời 2 phôi mẫu trong một chu trình thí nghiệm.
  • Hệ thống bể mạ và bể phụ trợ: Bố trí theo thứ tự: Bể mạ đồng photphat $\rightarrow$ Bể rửa nước $\rightarrow$ Bể mạ đồng sunfat $\rightarrow$ Bể trung hòa và rửa sạch. Bể mạ được tích hợp hệ thống sục khí nhằm giải phóng bọt khí hydro bám trên bề mặt cathode và tăng độ bóng cho lớp mạ.
  • Hệ thống sấy khô: Đặt ở cuối hành trình để làm khô bề mặt phôi trước khi đem cân tính toán độ dày.
  • Hộp mạch điều khiển và giao diện: Tích hợp board STM32F103, cảm biến ACS712, bàn phím điều khiển cài đặt thời gian/dòng mạ, màn hình LCD 20x4 hiển thị trạng thái và khe cắm thẻ nhớ SD ghi dữ liệu dạng bảng tính.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương này trình bày tính cấp thiết của việc hiện đại hóa trang thiết bị dạy học trong bối cảnh công nghệ hóa bền bề mặt phát triển mạnh; phân tích tác hại của môi trường mạ thủ công đối với sức khỏe sinh viên và giảng viên. Tác giả xác định mục tiêu thiết kế, chế tạo máy mạ điện bán tự động, nêu rõ đối tượng nghiên cứu (mạ đồng sunfat bài thí nghiệm số 2, phôi thép mỏng $0{,}05 - 0{,}1\text{ mm}$), phạm vi thực hiện và lập tiến độ triển khai đề tài trong 4 tháng (21/03/2016 – 20/07/2016) bằng biểu đồ tiến độ.

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài

Phân tích chi tiết chương trình đào tạo CDIO ngành Kỹ thuật Công nghiệp tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Khảo sát hiện trạng thiết bị thực hành và tính toán bảng thời gian thực tế: tổng thời lượng 5 tiết (220 phút thực hành và lý thuyết), trong đó thời gian mạ photphat mất 33 phút và mạ sunfat mất 105 phút cho 6 nhóm. Đánh giá ưu nhược điểm của phòng thí nghiệm, đồng thời tổng hợp các công trình liên quan trong và ngoài nước (máy mạ SamYang, nghiên cứu của I.Ohono, đề tài xử lý nước thải của Lê Thị Ngọc Ly - Nguyễn Thị Quý, thiết bị mạ dùng biến áp xung của Nguyễn Bá Phong - ĐH Bách Khoa Đà Nẵng) để hình thành ý tưởng máy mạ bán tự động.

Chương 3: Tổng quan về công nghệ mạ điện

Hệ thống hóa toàn diện lý thuyết mạ điện: lịch sử từ phát minh của Luigi V. Brugnatelli (1805), cơ chế điện phân tại anode và cathode, vai trò các thành phần dung dịch mạ (muối kim loại, chất điện ly, chất làm bóng, chất san bằng, chất thấm ướt). Nêu chi tiết công nghệ mạ đồng (đặc tính vật lý của đồng: khối lượng riêng $8{,}96\text{ g/cm}^3$, nhiệt độ nóng chảy $1083^\circ\text{C}$), bảng thành phần hóa chất và chế độ công nghệ mạ photphat và mạ sunfat; bảng phân tích các dạng hư hỏng (anot bị thụ động, lớp mạ lốm đốm do nhiễm chì, mạ nhám xấu) và biện pháp khắc phục. Đồng thời, chương này giới thiệu quy tắc an toàn phòng thí nghiệm hóa chất và thông số kỹ thuật chip STM32F103C8T6.

Chương 4: Phương hướng và các giải pháp

Phân tích, so sánh các phương án thiết kế kết cấu động học (trục X cố định trên trục Y so với phương án tất cả các trục cùng chuyển động), cơ cấu truyền động (vít me thường, vít me bi, đai răng) và cơ cấu dẫn động (động cơ bước so với động cơ servo). Đưa ra kết luận lựa chọn giải pháp: kết cấu trục X cố định trên Y, truyền động đai răng và động cơ bước nhằm đảm bảo tiêu chí gọn nhẹ, tốc độ di chuyển nhanh, chi phí thấp và dễ gia công chế tạo. Thiết lập quy trình 9 bước từ phác thảo 3D trên SolidWorks đến gia công, lắp ráp và hoàn thiện.

Chương 5: Tính toán, thiết kế các chi tiết điển hình

Trình bày các bước tính toán tải trọng và lựa chọn công suất động cơ bước dẫn động trục Y và trục Z. Thiết kế chi tiết cơ khí khung máy, tấm side trượt và cụm gắp 2 phôi trên trục Z. Xây dựng sơ đồ nguyên lý mạch điện tử: kết nối KIT STM32 Development với màn hình LCD 20x4 qua giao thức I2C, ma trận phím nhấn điều khiển, mạch công suất driver điều khiển động cơ bước, mạch relay tự động ngắt kích hoạt khi dừng máy để giảm nhiệt. Lập trình giải thuật đọc dòng điện qua bộ chuyển đổi ADC 12-bit kết hợp cảm biến ACS712 và lập trình giao tiếp thẻ nhớ MMC/SD theo chuẩn định dạng lệnh để ghi dữ liệu ra file Excel.

Chương 6: Chế tạo thử nghiệm và đánh giá

Thống kê toàn bộ danh mục linh kiện, vật tư cơ khí và điện tử. Trình bày quá trình gia công, chế tạo thực tế bộ khung máy, cụm trượt trục Z, thanh side dẫn hướng trục Y, cơ cấu gắp phôi đôi, hệ thống bể mạ, hệ thống gia nhiệt/sấy khô, hệ thống ống sục khí đáy bể và hộp mạch điều khiển trung tâm. Tiến hành lắp ghép đồng bộ các cụm cơ - điện và tiến hành chạy thử nghiệm liên động các cơ cấu với dung dịch mạ.

Chương 7: Kết quả và đề nghị

Đánh giá tổng kết các mục tiêu đã hoàn thành của mô hình máy mạ điện bán tự động, so sánh các chỉ tiêu hoạt động so với phương pháp thí nghiệm thủ công trước đây và đề xuất các phương hướng nghiên cứu, cải tiến tiếp theo cho các khóa sau.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm đạt được

  • Chế tạo thành công mô hình máy mạ điện bán tự động hoàn chỉnh, đáp ứng đúng chu trình công nghệ của Bài thí nghiệm số 2 (mạ lót photphat $\rightarrow$ rửa $\rightarrow$ mạ sunfat $\rightarrow$ rửa/trung hòa $\rightarrow$ sấy khô).
  • Cơ cấu gắp phôi đôi cho phép mạ đồng thời 02 phôi mẫu trong một chu trình, giúp rút ngắn một nửa thời gian thực hành so với phương pháp mạ đơn lẻ từng mẫu.
  • Tích hợp thành công cảm biến dòng ACS712 và module thẻ nhớ MMC/SD trên nền STM32F103, cho phép tự động đo, hiển thị dòng mạ lên màn hình LCD 20x4 và xuất dữ liệu thực nghiệm vào file Excel lưu trong thẻ nhớ.
  • Hệ thống sục khí đáy bể mạ hoạt động ổn định, giúp giải phóng bọt khí hydro bám trên bề mặt tấm mạ, cải thiện độ bám dính và độ đồng đều của lớp mạ đồng.
Tiêu chí so sánh Phương pháp thí nghiệm cũ (Thủ công) Mô hình máy mạ mới (Bán tự động)
Thao tác chuyển bể Sinh viên nhúng và gắp mẫu bằng tay Cơ cấu trục Y và Z tự động chuyển bể theo lập trình
Năng suất thí nghiệm Mạ 01 phôi / lần Mạ đồng thời 02 phôi / lần
Tiếp xúc hóa chất Trực tiếp lắc mẫu trong bể, dễ dính axit Hạn chế tối đa tiếp xúc trực tiếp nhờ cơ cấu gắp cơ khí
Khuấy trộn dung dịch Dùng que thủy tinh hoặc lắc tay thủ công Hệ thống sục khí tự động phân tán dung dịch đồng đều
Ghi nhận dữ liệu Sinh viên tự ghi chép thủ công, dễ sai lệch Tự động đo dòng qua ACS712 và xuất dữ liệu ra thẻ nhớ
Chất lượng lớp mạ Phụ thuộc tay nghề sinh viên, dễ cháy/lốm đốm Đồng đều hơn nhờ kiểm soát chính xác dòng và thời gian

2. Đóng góp khoa học và thực tiễn

  • Đóng góp giáo dục: Cung cấp một thiết bị thực hành trực quan theo định hướng CDIO cho Bộ môn Kỹ thuật Công nghiệp, giúp sinh viên làm quen với nguyên lý tự động hóa dây chuyền xử lý bề mặt trong công nghiệp.
  • Đóng góp an toàn lao động: Loại bỏ thao tác khuấy lắc hóa chất thủ công, giảm thiểu nguy cơ bỏng hóa chất và hít phải hơi axit trong phòng thí nghiệm.
  • Đóng góp quản lý đào tạo: Cung cấp công cụ lưu trữ dữ liệu khách quan giúp giảng viên kiểm soát chính xác tiến trình và kết quả thực hành của từng nhóm sinh viên.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế của mô hình

  • Vì là phiên bản mô hình thử nghiệm ban đầu trong điều kiện kinh phí sinh viên, độ bền và độ ổn định lâu dài của các chi tiết cơ khí khi làm việc trong môi trường hơi axit ăn mòn chưa được kiểm chứng qua thời gian dài.
  • Cơ cấu truyền động đai răng có khả năng bị chùng hoặc trượt bước nếu tải trọng đầu kẹp tăng hoặc khi vận hành liên tục ở cường độ cao.
  • Máy mới chỉ thiết lập quy trình phục vụ cho phôi dạng tấm phẳng mỏng ($0{,}05 - 0{,}1\text{ mm}$) của Bài thí nghiệm số 2, chưa áp dụng được cho các chi tiết có hình học không gian phức tạp hoặc các công nghệ mạ kim loại khác (niken, crom, kẽm).

2. Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nâng cấp kết cấu cơ khí, sử dụng vật liệu chống ăn mòn axit cao cấp hơn (nhựa chuyên dụng PTFE/PP hoặc inox bọc phủ) cho các bộ phận tiếp xúc trực tiếp với hơi hóa chất.
  • Bổ sung hệ thống tự động đo và ổn định nhiệt độ bể mạ, hệ thống châm bổ sung hóa chất tự động khi nồng độ dung dịch suy giảm.
  • Nâng cấp hệ thống điều khiển sang vòng kín (sử dụng động cơ có encoder phản hồi) và mở rộng phần mềm để lưu trữ, truyền dữ liệu giám sát trực tiếp về máy tính trung tâm qua kết nối không dây.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Công nghiệp, Cơ chế tạo máy, Cơ điện tử: Tham khảo quy trình thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống máy tự động quy mô nhỏ từ khâu dựng hình 3D trên SolidWorks, tính chọn động cơ bước, thiết kế mạch vi điều khiển STM32 đến gia công chế tạo thực tế.
  • Sinh viên và giảng viên môn Xử lý bề mặt: Tham khảo các bảng thông số công nghệ chuẩn của dung dịch mạ đồng photphat và sunfat, hiện tượng hư hỏng và phương pháp khắc phục trong kỹ thuật điện phân.
  • Các nhóm nghiên cứu đề tài tự động hóa phòng thí nghiệm: Tham khảo giải pháp thu thập dữ liệu dòng điện bằng cảm biến Hall ACS712 và kỹ thuật ghi dữ liệu thực nghiệm vào thẻ nhớ MMC/SD phục vụ quản lý bài giảng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao máy phải thực hiện mạ lót đồng photphat trước khi mạ đồng sunfat?

Dung dịch mạ đồng sunfat có tính axit mạnh và khả năng phân bố kim loại kém, nếu mạ trực tiếp lên phôi thép sẽ xảy ra phản ứng trao đổi tiếp xúc làm đồng kết tủa xốp, bám dính rất kém và dễ bong tróc. Do đó, quy trình bắt buộc phải mạ một lớp lót mỏng trong bể đồng photphat (pH $7{,}4 - 8{,}3$) để tạo lớp kết tinh mịn, bám dính chắc trước khi mạ dày trong bể sunfat.

2. Máy mạ sử dụng loại vi điều khiển nào và nạp chương trình qua chuẩn giao tiếp gì?

Hệ thống điều khiển sử dụng vi điều khiển ARM Cortex-M3 STM32F103 (cụ thể là STM32F103C8T6 / STM32F103RCT6) hoạt động ở xung nhịp $72\text{ MHz}$. Chương trình được biên dịch trên Keil C MDK và nạp vào chip thông qua mạch nạp ST-Link v2 bằng chuẩn giao tiếp 2 dây SWD (Serial Wire Debug) nối vào các chân SWCLK (PA14) và SWDIO (PA13).

3. Dữ liệu dòng điện của quá trình mạ được đo và lưu trữ như thế nào?

Dòng điện mạ được đo trực tiếp bằng cảm biến dòng IC ACS712ELC-05B, tín hiệu tương tự đưa về bộ chuyển đổi ADC 12-bit tích hợp sẵn của vi điều khiển STM32. Dữ liệu dòng điện cùng với thông số thời gian mạ được vi điều khiển ghi vào thẻ nhớ MMC/SD theo định dạng file bảng tính để giáo viên có thể mở trên máy tính bằng phần mềm Microsoft Excel.

4. Cơ cấu gắp phôi của máy có khả năng xử lý bao nhiêu mẫu trong một lần vận hành?

Cụm đầu gắp phôi gắn trên trục Z được thiết kế đồ gá đôi, cho phép kẹp và xử lý đồng thời 02 phôi thép tấm ($0{,}05 - 0{,}1\text{ mm}$) trong cùng một chu trình mạ, giúp tăng gấp đôi năng suất thực hành so với thao tác mạ đơn lẻ trước đây.

5. Vì sao nhóm tác giả lựa chọn truyền động đai răng thay vì vít me đai ốc bi?

Do đối tượng gia công trong phòng thí nghiệm là phôi tấm mỏng nhẹ, không đòi hỏi lực đẩy gia công lớn như máy cắt gọt CNC. Truyền động đai răng cho phép đạt tốc độ chuyển dịch giữa các bể nhanh chóng (mỗi vòng quay động cơ di chuyển được $20 - 30\text{ mm}$), kết cấu cơ khí đơn giản, trọng lượng nhẹ và chi phí gia công chế tạo thấp hơn nhiều so với vít me đai ốc bi.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công mô hình máy mạ điện bán tự động phục vụ trực tiếp cho Bài thí nghiệm số 2 môn Thí nghiệm xử lý và hóa bền bề mặt tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Hệ thống kết hợp hài hòa giữa kết cấu cơ khí trục X-Y-Z dẫn động bằng động cơ bước với mạch điều khiển nhúng ARM Cortex-M3 STM32F103, cho phép tự động hóa quá trình di chuyển phôi đôi giữa các bể mạ, bể rửa, sục khí và sấy khô. Kết quả của đề tài không chỉ rút ngắn thời gian thực hành và nâng cao chất lượng lớp mạ đồng mà còn giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm hóa chất độc hại cho người học, đồng thời cung cấp phương thức quản lý dữ liệu thí nghiệm chính xác thông qua thẻ nhớ.