Nghiên cứu thực nghiệm qui trình chế tạo tấm khuôn bằng phương pháp tạo hình theo lớp

Báo cáo nghiên cứu thực nghiệm chế tạo tấm khuôn bằng phương pháp tạo hình theo lớp tại ĐH SPKT TPHCM

• Tác giả: Nguyễn Thùy Diễm Quyên
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Trọng Hiếu
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu thực nghiệm qui trình chế tạo tấm khuôn bằng phương pháp tạo hình theo lớp
• Loại tài liệu: Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học của sinh viên
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan chế tạo tấm khuôn bằng phương pháp tạo hình theo lớp

Phương pháp tạo hình theo lớp mở ra bước đột phá mới trong ngành chế tạo khuôn mẫu chính xác. Công nghệ này hoạt động dựa trên nguyên lý đắp vật liệu kim loại từng lớp một cách có kiểm soát. Cấu trúc 3D phức tạp hình thành trực tiếp từ mô hình thiết kế máy tính. Kỹ thuật đắp kim loại loại bỏ nhiều khâu gia công cắt gọt truyền thống. Thời gian chế tạo phôi mẫu giảm đi đáng kể. Tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM, các nghiên cứu tập trung khai thác kỹ thuật hàn đắp bề mặt để phát triển tấm khuôn tích hợp kênh dẫn chất lỏng. Xu hướng nghiên cứu gắn liền với nhu cầu thực tế của các nhà máy sản xuất linh kiện nhựa. Khuôn mẫu ép phun đòi hỏi độ bền cơ học cao cùng khả năng kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt. Hệ thống làm mát truyền thống chỉ có thể khoan đường dẫn thẳng. Điều này làm giảm hiệu suất tản nhiệt ở các vị trí thành mỏng hoặc góc cạnh sâu. Việc nghiên cứu thực nghiệm quy trình tạo hình theo lớp giúp xây dựng quy chuẩn chế tạo khuôn hiện đại, nâng cao năng lực tự chủ công nghệ cơ khí trong nước.

1.1. Khái niệm và nguyên lý tạo hình theo lớp

Tạo hình theo lớp là quá trình đắp vật liệu kim loại từng lớp kế tiếp nhau để tạo khối chi tiết hoàn chỉnh. Kỹ thuật này kế thừa nguyên lý từ công nghệ in 3D kim loại và kỹ thuật hàn đắp hồ quang. Nguồn nhiệt làm nóng chảy dây hàn hoặc bột kim loại trên bề mặt đế. Kim loại lỏng đông đặc nhanh chóng và liên kết chặt chẽ với lớp vật liệu trước đó. Toàn bộ chu trình dịch chuyển của đầu đắp được điều khiển hoàn toàn tự động bằng máy CNC. Quy trình này cho phép gia công các biên dạng rỗng phức tạp bên trong lòng khuôn. Kỹ thuật tạo hình theo lớp đem lại tính linh hoạt cao, giảm thiểu hao phí nguyên vật liệu và rút ngắn chu kỳ chuẩn bị sản xuất cơ khí.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài tại ĐH SPKT TPHCM

Đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật TPHCM đặt trọng tâm vào việc làm chủ công nghệ chế tạo tấm khuôn mẫu. Nhóm nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán tích hợp kênh làm mát biên dạng kín vào tấm khuôn kim loại. Kênh dẫn chất lỏng cần đạt độ kín tuyệt đối để tránh rò rỉ áp suất trong quá trình ép phun. Đề tài khảo sát các thông số công nghệ như dòng điện hàn, tốc độ đắp và bước dịch chuyển mỏ hàn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác cho ngành cơ khí chế tạo khuôn mẫu. Thành công này tạo tiền đề vững chắc cho việc ứng dụng công nghệ đắp kim loại cục bộ tại các doanh nghiệp cơ khí Việt Nam.

II. Thách thức kỹ thuật khi tạo hình theo lớp tấm khuôn kim loại

Quá trình tạo hình theo lớp đối mặt với nhiều rào cản kỹ thuật phức tạp trong chế tạo khuôn kim loại. Sự tích tụ nhiệt độ lớn trong chu kỳ hàn đắp liên tục sinh ra ứng suất dư nghiêm trọng. Biến dạng nhiệt dễ làm cong vênh phôi khuôn và sai lệch dung sai hình học. Tấm khuôn chịu lực ép phun định kỳ lên tới hàng trăm tấn. Do đó, bất kỳ biến dạng nhỏ nào cũng dẫn đến hiện tượng bavia hoặc lỗi sản phẩm đúc. Bên cạnh đó, hiện tượng rỗ khí liên thông và vết nứt vi mô thường xuất hiện dọc theo đường ranh giới giữa các lớp hàn. Các khuyết tật kim loại học này trực tiếp đe dọa độ kín của kênh dẫn chất làm mát. Dung dịch làm mát có thể thẩm thấu qua các khe nứt vi mô dưới áp lực tuần hoàn cao. Vấn đề rò rỉ chất lỏng vào lòng khuôn gây hư hại mạch khuôn ép và làm hỏng toàn bộ mẻ sản phẩm. Thiết bị in 3D kim loại ngoại nhập đắt đỏ cũng hạn chế khả năng phổ biến công nghệ này tại Việt Nam. Vì vậy, việc làm chủ quy trình chế tạo trên trang thiết bị sẵn có trở thành bài toán bắt buộc.

2.1. Kiểm soát biến dạng nhiệt và ứng suất dư

Nhiệt lượng sinh ra trong hồ quang hàn tác động cục bộ lên phôi khuôn. Vùng kim loại nóng chảy giãn nở nhanh, trong khi vùng nền xung quanh duy trì nhiệt độ thấp hơn. Sự chênh lệch gradient nhiệt độ tạo nên ứng suất dư nội tại rất lớn. Khi phôi nguội đi, ứng suất dư co kéo gây cong vênh bề mặt phân khuôn. Tấm khuôn biến dạng làm mất độ khít kín khi lắp ráp máy ép. Hiện tượng này gây hở khuôn và rò rỉ nhựa nóng chảy ra bên ngoài. Kiểm soát năng lượng nhiệt cấp vào bằng cách tinh chỉnh dòng điện là yêu cầu then chốt. Ngoài ra, việc gia nhiệt sơ bộ tấm đế hỗ trợ tản nhiệt đều hơn, giảm thiểu nguy cơ nứt gãy vật liệu.

2.2. Vấn đề rỗ khí và rò rỉ kênh làm mát tích hợp

Độ kín của kênh làm mát quyết định trực tiếp đến tuổi thọ của bộ khuôn ép phun. Kênh làm mát tích hợp thường có cấu trúc uốn lượn sâu bên trong phôi kim loại. Khi đắp các lớp che phủ phía trên rãnh làm mát, kim loại nóng chảy dễ bị sụt lún hoặc để lại bọt khí. Rỗ khí liên thông tạo thành các mao dẫn siêu nhỏ nối liền kênh làm mát với lòng khuôn. Dưới áp lực bơm nước tuần hoàn từ 3 đến 5 bar, chất làm mát dễ thẩm thấu ra bên ngoài. Sự rò rỉ này gây nứt vỡ khuôn do sốc nhiệt và phá hủy độ bóng bề mặt sản phẩm nhựa. Do đó, việc loại bỏ rỗ khí và nứt tế vi đòi hỏi quy trình phủ kín rãnh phải được tính toán cực kỳ tỉ mỉ.

III. Giải pháp công nghệ chế tạo tấm khuôn bằng tạo hình theo lớp

Nghiên cứu tại ĐH SPKT TPHCM đã triển khai quy trình phối hợp giữa phay cơ khí và hàn đắp kim loại. Tấm đế khuôn ban đầu được gia công các rãnh kênh làm mát hở bằng máy phay CNC. Sau đó, công nghệ đắp hồ quang bảo vệ khí trơ tiến hành phủ kín các miệng rãnh. Phương pháp tiếp cận này giúp giảm thiểu chi phí đầu tư thiết bị so với in 3D kim loại đắt tiền. Đồng thời, kỹ thuật này tận dụng tốt năng lực gia công sẵn có tại các xưởng cơ khí thực nghiệm. Để ngăn chặn kim loại lỏng chảy tràn vào bên trong đường dẫn, nhóm nghiên cứu ứng dụng vật liệu đệm lót chịu nhiệt đặc biệt. Vật liệu đệm giữ vai trò nâng đỡ lớp hàn đầu tiên và được loại bỏ dễ dàng sau khi hoàn thiện quá trình đắp. Các thông số vận hành như tốc độ dịch chuyển mỏ hàn, điện áp hồ quang và góc nghiêng mỏ hàn được thực nghiệm tối ưu. Mối hàn đắp đạt độ ngấu sâu, liên kết hoàn toàn với kim loại nền mà không gây tắc nghẽn dòng chảy dung dịch.

3.1. Thiết kế và chế tạo rãnh đệm lót định hình

Thiết kế hình học của rãnh làm mát đóng vai trò quyết định trong việc đảm bảo chất lượng đắp phủ. Tiết diện rãnh được phay lõm với bậc vai đỡ ở miệng rãnh. Bậc vai này có tác dụng giữ cố định các thanh đệm lót bằng vật liệu chịu nhiệt hoặc kim loại mỏng. Thanh đệm lót ngăn chặn xỉ hàn và kim loại lỏng rơi vào bên trong đường dẫn. Nhờ vậy, tiết diện lưu thông của kênh dẫn dòng chảy luôn được bảo toàn nguyên vẹn. Kỹ thuật này loại bỏ hoàn toàn nguy cơ tắc nghẽn mạch nước tuần hoàn trong quá trình đắp hồ quang. Bề mặt kênh làm mát sau gia công giữ được độ nhẵn bóng cao, giảm đáng kể trở lực dòng chảy và hạn chế đóng cặn bẩn khi khuôn vận hành lâu dài.

3.2. Tối ưu hóa thông số đắp phủ và kiểm tra độ kín

Tối ưu hóa các thông số hàn đắp quyết định trực tiếp đến độ đồng nhất của tổ chức kim loại. Dòng điện hàn được duy trì ở mức vừa đủ để tạo độ ngấu mà không gây chảy thủng tấm đệm lót. Tốc độ dịch chuyển mỏ hàn giữ ổn định nhằm tránh hiện tượng rỗ xỉ và khuyết tật hình học. Sau khi đắp phủ hoàn tất, phôi khuôn được phay phẳng bề mặt về đúng kích thước kỹ thuật. Công đoạn kiểm tra thực nghiệm độ kín được thực hiện nghiêm ngặt bằng khí nén và chất lỏng áp suất cao. Tấm khuôn ngâm trong bể thử áp lực 6 bar trong 30 phút không xuất hiện bọt khí thoát ra. Thử nghiệm chứng minh quy trình chế tạo tạo hình theo lớp đạt độ tin cậy cơ học tuyệt đối.

IV. Ứng dụng thực tiễn chế tạo tấm khuôn qua tạo hình theo lớp

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm tại ĐH SPKT TPHCM khẳng định tính khả thi cao của phương pháp tạo hình theo lớp trong sản xuất công nghiệp. Tấm khuôn tích hợp kênh làm mát biên dạng kín giúp phân bố nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ bề mặt lòng khuôn. Quá trình giải nhiệt diễn ra nhanh chóng và ổn định hơn so với kênh làm mát khoan thẳng truyền thống. Chu kỳ ép phun linh kiện nhựa rút ngắn từ 20% đến 35%, qua đó gia tăng đáng kể năng suất chế tạo. Đồng thời, sản phẩm ép ra giảm thiểu triệt để hiện tượng cong vênh và co ngót cục bộ do biến dạng nhiệt. Giải pháp công nghệ này mở ra hướng đi mới đầy triển vọng cho ngành cơ khí khuôn mẫu Việt Nam. Các xưởng chế tạo trong nước hoàn toàn có thể tự gia công các bộ khuôn chất lượng cao mà không phụ thuộc vào máy in kim loại nhập khẩu đắt tiền. Sự kết hợp giữa máy phay CNC và nguồn hàn đắp tự động tạo nên giải pháp công nghệ hiệu quả, tiết kiệm chi phí và nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường xuất khẩu.

4.1. Cải thiện hiệu suất truyền nhiệt trong ép phun nhựa

Hệ thống kênh làm mát biên dạng tạo hình theo lớp bám sát bề mặt lòng khuôn mẫu. Thiết kế này giúp dòng chất lỏng tiếp cận trực tiếp các vùng tích tụ nhiệt lượng cao. Tốc độ trao đổi nhiệt tăng lên rõ rệt so với các giải pháp làm mát thông thường. Nhiệt độ khuôn được phân bổ đồng nhất, loại bỏ các điểm nóng cục bộ gây khuyết tật nhựa. Thời gian làm nguội chi tiết nhựa giảm mạnh, từ đó nâng cao sản lượng gia công cho dây chuyền. Sản phẩm sau khi định hình đạt độ bóng bề mặt cao và giữ vững độ chính xác kích thước. Việc kiểm soát nhiệt độ khuôn ép phun hiệu quả cũng giúp kéo dài tuổi thọ vận hành của kết cấu khuôn mẫu.

4.2. Khả năng nhân rộng quy trình tại doanh nghiệp Việt Nam

Quy trình thực nghiệm tại ĐH SPKT TPHCM chứng minh tính thích ứng cao với điều kiện sản xuất nội địa. Phương pháp hàn đắp kết hợp phay CNC tận dụng tối đa hệ thống máy móc cơ khí sẵn có tại Việt Nam. Các doanh nghiệp phụ trợ không cần đầu tư hàng triệu USD cho hệ thống máy in kim loại chuyên dụng. Chi phí bảo trì và chuyển giao kỹ thuật được giữ ở mức kinh tế nhất. Công nghệ này có thể áp dụng ngay để sửa chữa khuôn cũ hoặc sản xuất tấm khuôn mới. Việc làm chủ hoàn toàn quy trình tạo hình theo lớp khẳng định bước tiến kỹ thuật của đội ngũ kỹ sư trong nước. Phương pháp này tạo ra lợi thế cạnh tranh vượt trội cho các nhà sản xuất khuôn mẫu công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Lý do lựa chọn đề tài Đề tài "Nghiên cứu thực nghiệm về quy trình chế tạo tấm khuôn bằng phương pháp đắp bề mặt" mang tính cấp thiết về công nghệ và ý nghĩa đối với công nghiệp Việt Nam. Đón đầu xu thế Công nghiệp 4.0 và Sản xuất bồi đắp (AM) Sản xuất bồi đắp (AM/in 3D kim loại) là công nghệ cốt lõi của Công nghiệp 4.0, đang dần thay thế gia công truyền thống. Phương pháp đắp bề mặt (DED), một nhánh của AM, cho phép chế tạo chi tiết kim loại phức tạp với khả năng kiểm soát cao.

Việc làm chủ công nghệ này là cần thiết để Việt Nam nâng cao năng lực cạnh tranh, không bị tụt hậu, và góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp khuôn mẫu – xương sống của nhiều ngành sản xuất mũi nhọn. Kết nối vạn vật (IoT) 11. Robot thông minh 10. Phương tiện tiên tiến tự hành 9.

Gene thế hệ mới 4. Lưu trữ năng lượng 5. Điện toán đám mây 7. Internet tái tạo di động Hình 1.

Tổng quan về Công nghiệp 4.0 và vị trí của Sản xuất bồi đắp 14 1. Nâng cao hiệu suất và chất lượng khuôn mẫu Hiệu suất làm mát quyết định thời gian chu kỳ và chất lượng sản phẩm trong sản xuất khuôn. Hệ thống làm mát truyền thống (lỗ khoan thẳng) kém hiệu quả, gây chu kỳ dài, biến dạng sản phẩm và tốn năng lượng. Phương pháp đắp bề mặt cho phép tích hợp kênh làm mát phù hợp (conformal cooling channels) theo hình dạng sản phẩm, tối ưu hóa truyền nhiệt, rút ngắn chu kỳ sản xuất, nâng cao chất lượng và giảm tiêu thụ năng lượng, đồng thời đơn giản hóa cấu trúc khuôn.

Bề mặt lõi khuôn Kênh làm mát Kênh làm mát truyền thống Kênh làm mát theo biên dạng Hình 1.2: So sánh kênh làm mát truyền thống và kênh làm mát phù hợp trong khuôn mẫu. Giải quyết vấn đề rò rỉ nước – một thách thức then chốt Rò rỉ nước qua các kênh làm mát là vấn đề nghiêm trọng trong khuôn, gây ảnh hưởng chất lượng sản phẩm, hư hại thiết bị, giảm hiệu suất và tiềm ẩn nguy cơ an toàn. Đề tài này trực tiếp giải quyết thách thức này bằng cách chế tạo tấm khuôn không bị rò rỉ nước qua các lỗ làm mát tích hợp, đây là tiêu chí quan trọng nhất để nâng cao độ tin cậy và hiệu quả kinh tế của khuôn. Khai thác tiềm năng công nghệ tại Việt Nam Nghiên cứu in 3D kim loại tại Việt Nam còn ở giai đoạn đầu.

Đề tài này là nỗ lực để tiếp thu, làm chủ công nghệ đắp bề mặt, cung cấp dữ liệu thực nghiệm quý giá (với kích 15 thước phôi 100x100x50mm, 3 lỗ Φ8mm) làm cơ sở cho ứng dụng công nghiệp trong nước, và góp phần đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu phát triển công nghiệp quốc gia. Mục đích nghiên cứu Mục đích chính của đề tài là xây dựng quy trình chế tạo tấm khuôn kim loại bằng phương pháp đắp bề mặt, đảm bảo các kênh làm mát tích hợp không bị rò rỉ nước. Cụ thể: • Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các thông số đắp bề mặt đến độ đặc chắc, cấu trúc vi mô và tính toàn vẹn của vật liệu. • Xây dựng quy trình chế tạo tấm khuôn (100x100x50mm) với 03 lỗ làm mát Φ8mm bằng phương pháp đắp bề mặt mà không gây khuyết tật.

• Kiểm tra và xác nhận khả năng chống rò rỉ nước của các lỗ làm mát trên tấm khuôn, đảm bảo tính ứng dụng thực tiễn. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính là Quy trình chế tạo tấm khuôn kim loại bằng phương pháp đắp bề mặt, tập trung vào công nghệ sử dụng hồ quang hoặc laser để nóng chảy vật liệu bổ sung (dây hoặc bột) và đắp lớp. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu được giới hạn trong các khía cạnh sau: • Kích thước hình học: Tấm khuôn có kích thước 100mm x 100mm x 50mm.

• Hệ thống làm mát: 03 lỗ làm mát đường kính Φ8mm. • Phương pháp chế tạo: Trọng tâm là đắp bề mặt (Surface Deposition Method). • Tiêu chí đánh giá chính: Đảm bảo tấm khuôn hoàn thiện không bị rò rỉ nước qua các lỗ làm mát. • Vật liệu: Giới hạn vật liệu kim loại cụ thể để đắp, phù hợp với phương pháp và yêu cầu khuôn mẫu.

Câu hỏi nghiên cứu Nghiên cứu này sẽ trả lời các câu hỏi sau: 16 • Các thông số đắp bề mặt ảnh hưởng thế nào đến độ đặc chắc, cấu trúc vi mô và tính toàn vẹn vật liệu kim loại quanh lỗ làm mát? • Làm thế nào để tối ưu hóa quy trình đắp bề mặt nhằm chế tạo tấm khuôn có lỗ làm mát tích hợp (Φ8mm) mà không xảy ra rò rỉ nước? • Độ kín của các lỗ làm mát trên tấm khuôn có đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và khả năng làm việc dưới áp suất nước trong thực tế hay không? 1. Phương pháp nghiên cứu Để đạt được mục tiêu và giải quyết các câu hỏi nghiên cứu, đề tài sẽ áp dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu khoa học sau: 1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết • Tổng quan và phân tích tài liệu chuyên sâu: o Thu thập, phân tích và tổng hợp có chọn lọc các công trình nghiên cứu khoa học, bài báo, sách chuyên khảo, tiêu chuẩn liên quan đến: ▪ Cơ sở lý thuyết về hàn (truyền nhiệt, nóng chảy, đông đặc, vũng hàn, HAZ, khuyết tật hàn). ▪ Cơ sở lý thuyết về công nghệ in 3D kim loại (AM), đặc biệt là nhóm công nghệ Lắng đọng Năng lượng Trực tiếp (DED), vật liệu và ảnh hưởng của thông số quy trình.

▪ Công nghệ chế tạo khuôn mẫu (hệ thống làm mát truyền thống và kênh làm mát phù hợp). ▪ Các phương pháp kiểm tra độ kín (áp suất thủy tĩnh, khí nén, thấm màu, NDT). o Từ đó, xác định khoảng trống nghiên cứu, kinh nghiệm học hỏi và các thông số then chốt cho thực nghiệm. • Phân tích nguyên lý và mô hình hóa (nếu có thể): Phân tích sâu các nguyên lý vật lý của quá trình đắp bề mặt để hiểu cơ chế hình thành vật liệu và dự đoán các vấn đề tiềm ẩn.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm Đây là phần trọng tâm của đề tài, bao gồm các bước cụ thể: • Thiết kế thí nghiệm (Design of Experiments - DoE): o Xác định rõ các yếu tố đầu vào (dòng điện, điện áp, tốc độ đắp, lưu lượng khí bảo vệ, bước đắp, nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ) và các yếu tố đầu ra cần quan sát (chất lượng mối đắp, độ đặc, khuyết tật, khả năng chống rò rỉ). o Sử dụng các phương pháp thiết kế thí nghiệm khoa học (ví dụ: factorial, Taguchi) để xây dựng ma trận thí nghiệm, tối ưu hóa số lượng thí nghiệm và thu thập dữ liệu đáng tin cậy. • Chế tạo mẫu thử và tấm khuôn: o Thiết kế mô hình 3D: Sử dụng phần mềm CAD (SolidWorks, CATIA, NX) để thiết kế tấm khuôn 100x100x50mm với 03 lỗ làm mát Φ8mm. o Lựa chọn vật liệu: Xác định vật liệu phù hợp cho phôi nền và vật liệu đắp.

o Thực hiện quá trình đắp bề mặt: Sử dụng hệ thống máy đắp bề mặt chuyên dụng (hàn robot tích hợp công nghệ đắp dây/bột hoặc máy DED) để chế tạo mẫu thử và tấm khuôn theo thông số thí nghiệm. Ghi chép nhật ký thực nghiệm. • Kiểm tra và đánh giá chất lượng: o Kiểm tra độ kín (Leak Test): ▪ Kiểm tra áp suất thủy tĩnh: Bơm nước vào lỗ làm mát dưới áp suất cao (1.5-2 lần định mức), giữ trong thời gian nhất định, quan sát rò rỉ hoặc giảm áp. ▪ Kiểm tra áp suất khí nén và ngâm nước: Bơm khí nén vào lỗ làm mát, nhúng khuôn vào nước, quan sát bọt khí.

o Phân tích cấu trúc vi mô và khuyết tật: ▪ Chuẩn bị mẫu kim tương: Cắt mặt cắt ngang, mài, đánh bóng, ăn mòn hóa học. 18 ▪ Quan sát bằng kính hiển vi quang học (Optical Microscope): Đánh giá cấu trúc hạt, độ đặc, liên kết lớp đắp, phát hiện khuyết tật lớn. ▪ Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phân tích EDS (nếu có): Quan sát khuyết tật vi mô và phân tích thành phần hóa học. o Đo độ cứng: Sử dụng máy đo độ cứng Vickers hoặc Rockwell để đánh giá độ cứng của lớp đắp, vùng ảnh hưởng nhiệt và vật liệu nền.

o Đo kích thước và biến dạng: Sử dụng các thiết bị đo chính xác (CMM, thước cặp, panme) để kiểm tra độ chính xác kích thước và mức độ biến dạng tổng thể. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu • Thống kê mô tả: Sử dụng các phương pháp thống kê cơ bản (trung bình, độ lệch chuẩn, biểu đồ, đồ thị) để mô tả và trực quan hóa dữ liệu thực nghiệm. • Thống kê suy luận: Áp dụng các phép kiểm định thống kê (ANOVA, phân tích hồi quy) để phân tích mối quan hệ giữa các thông số đầu vào và kết quả đầu ra, xác định mức độ ảnh hưởng. • Phân tích nguyên nhân - kết quả: Dựa trên dữ liệu thực nghiệm, kết quả kiểm tra khuyết tật và các quan sát, phân tích và xác định nguyên nhân gốc rễ của các vấn đề (nếu có), đặc biệt là nguyên nhân gây rò rỉ, từ đó đề xuất giải pháp khắc phục.

• Sử dụng phần mềm chuyên dụng: Sử dụng các phần mềm như Microsoft Excel, Minitab, MATLAB hoặc các phần mềm thống kê khác để hỗ trợ xử lý và phân tích dữ liệu hiệu quả. Tổng quan về các công trình nghiên cứu liên quan Công nghệ sản xuất bồi đắp (AM) kim loại đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành chế tạo, đặc biệt trong việc tích hợp các cấu trúc phức tạp như kênh làm mát phù hợp trong khuôn mẫu. Tuy nhiên, việc đảm bảo độ kín của các kênh này vẫn là một thách thức lớn cần được giải quyết. Các công trình nghiên cứu ngoài nước Các quốc gia phát triển đã và đang dẫn đầu trong nghiên cứu và ứng dụng in 3D kim loại cho khuôn mẫu, tập trung vào nhiều khía cạnh quan trọng: • Tối ưu hóa kênh làm mát phù hợp: Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra hiệu quả vượt trội của các kênh làm mát phù hợp trong việc giảm chu kỳ sản xuất, hạn chế biến dạng sản phẩm và nâng cao hiệu suất tản nhiệt.

Các phương pháp mô phỏng tiên tiến như CAE (Computer-Aided Engineering) và CFD (Computational Fluid Dynamics), cùng với việc tích hợp cảm biến, đã được sử dụng rộng rãi để đánh giá và tối ưu hóa thiết kế kênh. Những nghiên cứu điển hình bao gồm của [1], [2], [3], [4]. • Vật liệu và tính chất cơ học của chi tiết AM: Các vật liệu phổ biến như thép công cụ (Maraging Steel 1.