Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn

Ngành chế biến và xuất khẩu gỗ của Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Theo số liệu của Tổng cục Hải quan được Cục Xuất nhập khẩu (Bộ Công Thương) trích dẫn, kim ngạch xuất khẩu gỗ và sản phẩm gỗ của Việt Nam trong năm 2022 đạt 16 tỷ USD (tăng trưởng hơn 8% so với năm 2021), trong đó riêng sản phẩm gỗ đạt hơn 11 tỷ USD. Mặc dù vậy, giai đoạn cuối năm 2022 chứng kiến nhiều thách thức do lạm phát tăng cao tại các thị trường xuất khẩu trọng điểm như Bắc Mỹ và Liên minh châu Âu (EU), chi phí nguyên liệu đầu vào và chi phí vốn tăng, cùng rủi ro đứt gãy chuỗi cung ứng.

Về mặt sản xuất, phần lớn doanh nghiệp đồ mộc Việt Nam vẫn tập trung gia công theo đơn đặt hàng hoặc chế tác dựa trên catalog có sẵn của đối tác nước ngoài. Khả năng chủ động nghiên cứu, thiết kế kiểu dáng mới và tối ưu hóa quy trình công nghệ gia công còn hạn chế. Nhằm đáp ứng nhu cầu nội thất cao cấp cho các không gian phòng khách hiện đại (như căn hộ penthouse, chung cư và nhà ở diện tích vừa và lớn), đề tài "Thiết kế sản phẩm tủ buffet phòng khách từ gỗ Poplar tại Công ty TNHH Quốc tế Return Gold" được thực hiện nhằm xây dựng một giải pháp hoàn chỉnh từ khâu khảo sát thị trường, thiết kế kiểu dáng 3D, tính toán kiểm tra bền, lập định mức kinh tế - kỹ thuật, thiết lập quy trình công nghệ sản xuất cho đến chế tác sản phẩm mẫu thực tế.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát của đề tài là nghiên cứu thiết kế và chế tạo thử nghiệm sản phẩm tủ buffet phòng khách mang phong cách hiện đại từ nguyên liệu chính là gỗ Bạch dương (Poplar) kết hợp ván nhân tạo, bảo đảm các tiêu chuẩn về thẩm mỹ, công năng, độ bền cơ học và tối ưu hóa giá thành gia công trong điều kiện sản xuất công nghiệp tại Việt Nam.

Nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:

  1. Khảo sát các mẫu sản phẩm tủ buffet tương tự trên thị trường và tại nhà máy để định hình ý tưởng thiết kế.
  2. Tìm hiểu tính chất cơ lý của nguyên liệu gỗ Poplar, ván MDF phủ veneer và ván dán Plywood (PW).
  3. Thiết kế mô hình sản phẩm dạng 3D và triển khai hệ thống bản vẽ kỹ thuật chi tiết bằng phần mềm chuyên dụng.
  4. Lựa chọn giải pháp liên kết kết cấu, xác định kích thước chi tiết và thực hiện kiểm tra bền cho các bộ phận chịu lực chính.
  5. Thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết, sơ đồ trang sức bề mặt (quy trình sơn PU) và quy trình lắp ráp sản phẩm.
  6. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật: thể tích gỗ sơ chế, thể tích tinh chế, định mức nguyên liệu cần dùng, tỷ lệ lợi dụng gỗ ($K_g$), tỷ lệ lợi dụng ván ($K_v$), tỷ lệ phế liệu và giá thành xuất xưởng của sản phẩm.
  7. Thực hiện gia công chế tác sản phẩm mẫu thử nghiệm tại xưởng sản xuất của doanh nghiệp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu, quy trình công nghệ gia công chế biến và quy trình hoàn thiện sản phẩm tủ buffet phòng khách phong cách hiện đại, sử dụng nguyên liệu chính là gỗ Poplar kết hợp ván MDF và PW.
  • Phạm vi không gian: Phòng Thiết kế - Kỹ thuật và phân xưởng sản xuất của Công ty TNHH Quốc tế Return Gold (Khu phố Bình Khánh, Phường Khánh Bình, Thị xã Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện từ ngày 10/10/2022 đến ngày 28/12/2022; khóa luận hoàn thành và bảo vệ vào tháng 02/2023.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và nguyên tắc thiết kế

Nghiên cứu ứng dụng hệ thống nguyên tắc cơ bản trong thiết kế đồ mộc công nghiệp, bao gồm:

  • Nguyên tắc công năng: Đảm bảo không gian lưu trữ, kích thước sử dụng thuận tiện cho người dùng trong không gian phòng khách.
  • Nguyên tắc nghệ thuật: Tạo hình khối hài hòa, đường nét hiện đại, xử lý cạnh an toàn, không để góc nhọn gây nguy hiểm.
  • Nguyên tắc công nghệ: Phù hợp với năng lực thiết bị sẵn có của nhà xưởng (máy cưa ripsaw, máy tubi, máy router, máy chà nhám thùng, máy cắt ván panel, máy CNC 5 đầu).
  • Nguyên tắc khoa học: Đảm bảo độ chính xác lắp ghép theo cấp dung sai, khả năng chịu lực uốn/nén, hạn chế biến dạng cong vênh và nứt nẻ do co rút ẩm.
  • Nguyên tắc kinh tế: Nâng cao tỷ lệ lợi dụng nguyên vật liệu, giảm thiểu lượng phế phẩm, thiết kế kết cấu tháo rời (Knock-Down - KD) ở phần chân để tiết kiệm không gian và chi phí đóng gói vận chuyển container xuất khẩu.
  • Nguyên tắc sáng tạo và phổ biến: Phát triển mẫu mã mới phù hợp thị hiếu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

Tiêu chuẩn kỹ thuật và công thức tính toán

Khóa luận áp dụng hệ thống tiêu chuẩn và công thức kỹ thuật chuyên ngành chế biến lâm sản:

  • Tiêu chuẩn dung sai: Căn cứ cấp chính xác gia công cấp 2 (theo Tiêu chuẩn Liên Xô) để tra số liệu dung sai chi tiết gỗ.
  • Quy định lượng dư gia công: Căn cứ Quy định số 10/LNSX ngày 08/02/1971 của Tổng cục Lâm nghiệp:
    • Lượng dư chiều dài chi tiết: $15 - 20\text{ mm}$.
    • Lượng dư chiều dày và chiều rộng: kích thước $\le 50\text{ mm}$ lấy dư $3 - 5\text{ mm}$; từ $60 - 90\text{ mm}$ lấy dư $5 - 7\text{ mm}$; từ $100\text{ mm}$ trở lên lấy dư $7 - 15\text{ mm}$. Khối lượng gỗ nguyên liệu được tính bằng tổng khối lượng sơ chế cộng thêm $15% - 20%$ hao hụt do pha cắt và phế phẩm.
  • Công thức tính thể tích và định mức lợi dụng nguyên liệu:
    • Lượng dư gia công: $\Delta = \text{Kích thước phôi} - \text{Kích thước tinh chế}$.
    • Thể tích gỗ tinh chế chi tiết: $V_{TCCT} = a \times b \times c \times n \times 10^{-9}\text{ (m}^3\text{)}$.
    • Thể tích tinh chế sản phẩm: $V_{TCSP} = \sum V_{TCCT}$.
    • Thể tích gỗ sơ chế chi tiết: $V_{SCCT} = (a + \Delta a) \times (b + \Delta b) \times (c + \Delta c) \times n \times 10^{-9}\text{ (m}^3\text{)}$.
    • Tỷ lệ lợi dụng gỗ: $K_g = \frac{V_{TCSP}}{V_{NL}} \times 100%$.
    • Tỷ lệ lợi dụng ván: $K_v = \frac{V_{TCSP}}{V_v} \times 100%$.
    • Phế liệu sơ chế: $Q_1 = V_{NL} - V_{SCSP}$; Tỷ lệ % phế liệu sơ chế: $Q_1% = \frac{Q_1}{V_{NL}} \times 100%$.
    • Phế liệu tinh chế: $Q_2 = V_{SCSP} - V_{TCSP}$; Tỷ lệ % phế liệu tinh chế: $Q_2% = \frac{Q_2}{V_{NL}} \times 100%$.
    • Giá thành xuất xưởng sản phẩm: $G_{SP} = G_{NL} + G_{VLP} + G_{NC} + G_{PB} + G_M + G_{QL}$.
  • Công thức kiểm tra độ bền cơ học:
    • Kiểm tra uốn tĩnh: $\sigma_u = \frac{M_u}{W_u} \le [\sigma_u]$ (trong đó $M_u$ là momen uốn, $W_u = \frac{B \times H^2}{6}$ là momen chống uốn).
    • Kiểm tra nén dọc: $\sigma_n = \frac{K \times |N_z|}{F_z} \le [\sigma_n]$ (trong đó $N_z$ là lực dọc, $F_z$ là diện tích mặt cắt ngang chịu lực, $K$ là hệ số an toàn, đối với kết cấu gỗ chọn $K = 3 - 6$).

Phương pháp nghiên cứu và công cụ sử dụng

  • Phương pháp thu thập thông tin: Tiếp cận hồ sơ kỹ thuật, khảo sát dây chuyền thiết bị, phỏng vấn cán bộ kỹ thuật và công nhân tại Công ty TNHH Quốc tế Return Gold; kết hợp nghiên cứu tài liệu chuyên ngành và khảo sát thị trường nội thất.
  • Phương pháp đồ họa và lập bản vẽ: Sử dụng phần mềm AutoCAD để dựng mô hình 3D và triển khai hệ thống bản vẽ ba hình chiếu, bản vẽ chi tiết gia công.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel để tính toán thể tích, lập bảng định mức nguyên vật liệu, thống kê ngũ kim và hạch toán chi phí giá thành.
  • Phương pháp thực nghiệm công nghệ: Tổ chức gia công chế tác, kiểm tra chất lượng từng công đoạn và lắp ráp mẫu thực tế tại xưởng sản xuất.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Đặt vấn đề

Chương này luận giải tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh quá trình đô thị hóa và mức sống xã hội ngày càng nâng cao, kéo theo yêu cầu khắt khe về tính thẩm mỹ, công năng và bản sắc của sản phẩm nội thất gỗ. Tác giả nêu rõ thực trạng ngành chế biến gỗ Việt Nam dù xuất khẩu sang 120 quốc gia nhưng chủ yếu vẫn sản xuất theo mẫu của khách hàng quốc tế. Đề tài xác lập ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung tài liệu học thuật cho sinh viên ngành Chế biến lâm sản và ý nghĩa thực tiễn trong việc cung cấp mẫu thiết kế tủ buffet mới cho Công ty TNHH Quốc tế Return Gold. Phạm vi đề tài được giới hạn ở việc thiết kế sản phẩm tủ buffet từ gỗ Poplar phục vụ không gian phòng khách vừa và lớn, thi công thử nghiệm tại nhà máy của công ty.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 tổng thuật tình hình xuất khẩu gỗ của Việt Nam năm 2022 và giới thiệu tổng quan về Công ty TNHH Quốc tế Return Gold (thành lập năm 2002, diện tích hoạt động tại Tân Uyên, Bình Dương với hơn 1.000 công nhân, cơ cấu quản lý hình tháp). Tác giả phân tích nguồn nguyên liệu chủ lực của công ty gồm các loại gỗ nhập khẩu từ Bắc Mỹ và châu Âu (White Oak, Cherry, Walnut, Poplar) cùng các loại ván công nghiệp (MDF, Plywood). Hệ thống thiết bị của công ty bao gồm máy cưa ripsaw, máy tubi, máy chà nhám thùng, máy cắt ván panel, máy CNC 5 đầu và dây chuyền sơn hoàn thiện bề mặt. Phần cuối chương trình bày tổng quan về hệ thống lý luận thiết kế đồ mộc dựa trên mối quan hệ tương tác giữa "Đồ gỗ - Môi trường - Người sử dụng".

Chương 3: Mục tiêu, nội dung và phương pháp thiết kế

Chương 3 xác định mục tiêu thiết kế tủ buffet bảo đảm tính thẩm mỹ, kỹ thuật và kinh tế; quy định nội dung triển khai gồm 3 giai đoạn: khảo sát - thiết kế, thiết lập quy trình công nghệ và sản xuất thử nghiệm. Chương này thiết lập hệ thống phương pháp nghiên cứu, công cụ phần mềm (AutoCAD, Word, Excel, PowerPoint), trình bày chi tiết các tiêu chuẩn dung sai gia công cấp 2, quy định lượng dư gia công theo Quy định 10/LNSX, toàn bộ công thức toán học tính toán thể tích sơ chế, tinh chế, hệ số lợi dụng gỗ/ván, hao hụt phế liệu, công thức tính giá thành sản phẩm và các biểu thức giải tích kiểm tra bền cơ học (uốn tĩnh và nén dọc).

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 trình bày toàn bộ kết quả nghiên cứu thực nghiệm của đồ án, bao gồm:

  • Kết quả khảo sát 3 mẫu tủ buffet hiện có trên thị trường để phân tích ưu - nhược điểm về kích thước, vật liệu và giá bán.
  • Lựa chọn vật liệu: phân tích tính chất cơ lý gỗ Poplar (Populus deltoides) với khối lượng riêng trung bình $455\text{ kg/m}^3$ (ở độ ẩm $W_g = 12%$), co rút xuyên tâm $4.6%$, co rút tiếp tuyến $8%$, độ bền uốn tĩnh $\sigma'_u = 710\text{ N/cm}^2$, độ bền nén dọc $\sigma'_n = 390\text{ N/cm}^2$; tính chất ván MDF (khối lượng riêng $750 - 960\text{ kg/m}^3$, cường độ uốn $> 350\text{ kG/cm}^2$, lực bám đinh vít $> 1850\text{ N}$).
  • Thiết kế hình học: xây dựng mô hình 3D và bản vẽ ba hình chiếu với kích thước bao $1525 \times 476 \times 749\text{ mm}$.
  • Thống kê chi tiết: lập danh mục chi tiết gỗ Poplar (16 loại chi tiết), ván MDF/PW (16 loại chi tiết) và ngũ kim phụ kiện (25 loại hardware).
  • Kiểm tra ứng suất nén của chân tủ: với tải trọng tác dụng $P = 1000\text{ N}$ (~100 kg), diện tích mặt cắt ngang $F_z = 155.8\text{ cm}^2$, hệ số an toàn $K = 5$, ứng suất tính toán $\sigma_n = 32.09\text{ N/cm}^2 \le [\sigma_n] = 390\text{ N/cm}^2$, kết luận kết cấu chân tủ bảo đảm an toàn chịu lực.
  • Thiết lập quy trình công nghệ gia công chi tiết, lưu trình công nghệ cho từng bộ phận, quy trình trang sức bề mặt bằng hệ sơn PU 6 bước và quy trình lắp ráp sản phẩm (kết hợp ráp cố định tại nhà máy và kết cấu KD chân tủ).
  • Tính toán định mức: thể tích nguyên liệu gỗ cần dùng $V_{NL} = 0.0349\text{ m}^3$, tỷ lệ lợi dụng gỗ $P_g = 65.07%$, tỷ lệ lợi dụng ván $P_v = 94%$, giá thành xuất xưởng là $3.500.441\text{ VNĐ}$.
  • Chế tác thành công mẫu sản phẩm thực tế đạt yêu cầu kỹ thuật.

Chương 5: Kết luận – Kiến nghị

Chương 5 tổng kết các kết quả đạt được: hoàn thành thiết kế mẫu tủ buffet đạt chuẩn thẩm mỹ và công năng; thiết lập thành công quy trình công nghệ sản xuất đồng bộ, khả thi trên dây chuyền hiện có của nhà máy Return Gold; tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu cao và giá thành cạnh tranh ($3.500.441\text{ VNĐ}$). Doanh nghiệp đã tiếp nhận mẫu và đưa vào kế hoạch sản xuất đại trà. Tác giả đề xuất các kiến nghị kỹ thuật nhằm tiếp tục tối ưu hóa quy trình gia công cơ sở và chuẩn hóa quy trình xuất khẩu.

Thiết kế kỹ thuật và quy trình công nghệ gia công

Kết quả khảo sát sản phẩm thị trường

Tác giả tiến hành khảo sát và đánh giá 3 mẫu sản phẩm tủ buffet phong cách hiện đại và tân cổ điển đang lưu hành trên thị trường:

Tiêu chí Mẫu khảo sát 1 Mẫu khảo sát 2 Mẫu khảo sát 3 Sản phẩm thiết kế của đề tài
Kích thước ($D \times R \times C$, mm) $1500 \times 480 \times 750$ $1800 \times 380 \times 750$ $1300 \times 480 \times 800$ $1525 \times 476 \times 749$
Vật liệu chính Gỗ Walnut (Óc chó) Gỗ Walnut (Óc chó) Gỗ Oak (Sồi) Gỗ Poplar + Ván MDF + PW
Phong cách Hiện đại Tân cổ điển (có lò sưởi giả) Tân cổ điển (kệ tầng hở) Hiện đại
Giá thành tham khảo 5.000.000 VNĐ 6.000.000 VNĐ 6.000.000 VNĐ 3.500.441 VNĐ (xuất xưởng)
Đánh giá kỹ thuật Kiểu dáng đẹp nhưng bố cục chi tiết cần cân đối hơn Kích thước dài, không tối ưu cho phòng khách vừa Phong cách cổ điển chưa phù hợp yêu cầu hiện đại Kích thước tối ưu, kết cấu KD chân tủ thuận tiện xuất khẩu

Thông số kích thước và kết cấu sản phẩm

Sản phẩm tủ buffet được xác định kích thước bao tổng thể là $1525 \times 476 \times 749\text{ mm}$. Hệ thống chi tiết được phân bổ theo bảng định mức vật liệu:

  1. Nhóm chi tiết gỗ Poplar tự nhiên:

    • Thanh trước sau khung mặt: kích thước tinh $19 \times 38 \times 1489\text{ mm}$ (phôi $25 \times 44 \times 1504\text{ mm}$, số lượng: 2).
    • Thanh trước sau khung chân: kích thước tinh $20 \times 38 \times 1437\text{ mm}$ (phôi $26 \times 44 \times 1452\text{ mm}$, số lượng: 2).
    • Thanh hông khung chân: kích thước tinh $38 \times 44 \times 360\text{ mm}$ (phôi $44 \times 50 \times 375\text{ mm}$, số lượng: 2).
    • Thanh chân: kích thước tinh $20 \times 38 \times 320\text{ mm}$ (phôi $26 \times 44 \times 335\text{ mm}$, số lượng: 2).
    • Thanh ngang trước: kích thước tinh $19 \times 38 \times 425\text{ mm}$ (phôi $25 \times 44 \times 440\text{ mm}$, số lượng: 2).
    • Chân tủ: kích thước tinh $48 \times 76 \times 205\text{ mm}$ (phôi $54 \times 82 \times 220\text{ mm}$, số lượng: 4).
    • Thanh liên kết chân: kích thước tinh $38 \times 58 \times 1525\text{ mm}$ (phôi $44 \times 64 \times 1540\text{ mm}$, số lượng: 2).
    • Thanh khung cửa: kích thước tinh $19 \times 52 \times 504\text{ mm}$ (số lượng: 4) và $19 \times 52 \times 452\text{ mm}$ (số lượng: 4).
    • Nẹp kiếng cửa, tắc kê và tắc kê góc các loại.

  2. Nhóm chi tiết ván MDF phủ veneer và Plywood (PW):

    • Ván mặt (MDF): kích thước tinh $26 \times 476 \times 1525\text{ mm}$ (phôi $25 \times 486 \times 1535\text{ mm}$, số lượng: 1).
    • Ván hông (MDF): kích thước tinh $18 \times 457 \times 510\text{ mm}$ (số lượng: 2).
    • Ván ngăn đứng giữa (MDF): kích thước tinh $18 \times 438 \times 481\text{ mm}$ (số lượng: 2).
    • Ván đáy (MDF): kích thước tinh $16 \times 437 \times 1501\text{ mm}$ (số lượng: 1).
    • Ván hậu (MDF): kích thước tinh $18 \times 508 \times 1512\text{ mm}$ (số lượng: 1).
    • Ván tầng di động (MDF): kích thước tinh $18 \times 422 \times 508\text{ mm}$ (số lượng: 2).
    • Ván mặt hộc kéo (MDF): $18 \times 128 \times 439\text{ mm}$ (SL: 1) và $18 \times 185 \times 439\text{ mm}$ (SL: 2).
    • Ván hông hộc kéo, ván trước/sau hộc kéo, ván đáy hộc kéo sử dụng Plywood dày $5\text{ mm}$ và $11\text{ mm}$.

  3. Phụ kiện ngũ kim (Hardware): Vít gỗ các loại ($\varnothing4\times15$, $\varnothing4\times25$, $\varnothing4\times30$, $\varnothing4\times38$), chốt gỗ ($\varnothing8\times30$, $\varnothing10\times40$), bu lông liên kết chân, bản lề bật giảm chấn, thanh trượt bi $3\times35\times305\text{ mm}$ (6 bộ), ốc cấy âm răng nội ngoại ($\varnothing8\times25$, $\varnothing8\times12$, $\varnothing6.5\times15$), tay nắm cửa và kính cửa ($4\times413\times449\text{ mm}$).

Quy trình công nghệ gia công chi tiết

Quy trình công nghệ tổng quát được xây dựng khép kín qua các phân đoạn:

  1. Gia công chi tiết gỗ tự nhiên (Poplar): Phôi nguyên liệu đã xẻ sấy $\rightarrow$ Bào 2 mặt $\rightarrow$ Cắt ngắn $\rightarrow$ Rong cạnh dọc (ghép ngang đối với chi tiết chân tủ) $\rightarrow$ Chà nhám thô $\rightarrow$ Xử lý khuyết tật $\rightarrow$ Cắt chuẩn kích thước $\rightarrow$ Tạo mộng / Đánh biên dạng dao tubi / Khoan lỗ chốt, vít, bu lông $\rightarrow$ Chà nhám tinh.
  2. Gia công chi tiết ván nhân tạo (MDF, PW): Cắt tấm chuẩn kích thước trên máy cắt ván Panel $\rightarrow$ Khoan lỗ liên kết $\rightarrow$ Phay rãnh / Phay ngàm / Chạy rãnh U $\rightarrow$ Bo cạnh / Khoan lỗ soi ván $\rightarrow$ Chà nhám bề mặt.

Quy trình hoàn thiện bề mặt (Trang sức sơn PU 6 bước)

Quy trình sơn PU bảo vệ và tạo màu cho sản phẩm được thiết lập qua 6 bước nghiêm ngặt:

  • Bước 1 (Kiểm tra và xử lý bề mặt): Kiểm tra, trét bột trám các lỗ khoan khuyết tật tinh chế và khuyết tật tự nhiên; chà nhám bằng máy chà nhám rung với giấy nhám số 150; thổi sạch bụi.
  • Bước 2 (Phun màu - Stain): Phun hỗn hợp gồm Lót PU : Cứng PU : Xăng PU (tỷ lệ 2 : 1 : 2) pha cùng chất màu; định mức sử dụng $0.4\text{ kg/m}^2$; thời gian sấy/khô tự nhiên từ 4 đến 6 giờ.
  • Bước 3 (Sơn lót - Sealer): Phun sơn lót với tỷ lệ Lót PU : Cứng PU : Xăng PU (2 : 1 : 2); định mức $0.25\text{ kg/m}^2$; thời gian khô từ 4 đến 6 giờ.
  • Bước 4 (Xả nhám): Sử dụng giấy nhám mịn số 400 để xả phẳng bề mặt lớp lót, làm sạch triệt để bụi sơn.
  • Bước 5 (Sơn màu chính): Phun hỗn hợp màu chuyên dụng gồm dung môi THPU-71306 ST VN và chất màu PCA-31100 Black paste VN theo tỷ lệ $30 : 97$; định mức sử dụng $150\text{ g/m}^2$.
  • Bước 6 (Sơn bóng hoàn thiện - Topcoat): Phun phủ bóng độ mờ 10% với tỷ lệ Xăng PU : Bóng 10% : Cứng PU (2 : 1 : 2); định mức tiêu hao $0.25\text{ kg/m}^2$; thời gian khô hoàn toàn từ 10 đến 12 giờ.

Quy trình lắp ráp

  • Ráp cụm tại xưởng: Ráp cụm khung mặt $\rightarrow$ Ráp cụm khung đáy $\rightarrow$ Lắp ván hông, ván ngăn đứng giữa, ván đáy $\rightarrow$ Lắp ván hậu $\rightarrow$ Lắp cụm hộc kéo và thanh trượt bi $\rightarrow$ Lắp khung cánh cửa và ván tầng di động.
  • Kết cấu tháo rời (Knock-Down): Cụm chân tủ liên kết với thân tủ bằng hệ thống bu lông đầu tròn lục giác chìm ($\varnothing8\times45$, $\varnothing8\times50$), vòng đệm phẳng và ốc cấy âm răng, giúp tháo rời khi đóng thùng carton, tối ưu hóa thể tích xếp dỡ trên container xuất khẩu.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định mức kỹ thuật và kinh tế

Các chỉ tiêu định mức nguyên vật liệu và chi phí sản xuất của tủ buffet được xác lập chính xác qua thực nghiệm:

Chỉ tiêu kỹ thuật / kinh tế Giá trị xác lập Đơn vị tính Ghi chú kỹ thuật
Kích thước tổng thể $1525 \times 476 \times 749$ mm Dài $\times$ Rộng $\times$ Cao
Thể tích nguyên liệu gỗ Poplar ($V_{NL}$) $0.0349$ $\text{m}^3$ Lượng phôi đưa vào sản xuất 1 sản phẩm
Tỷ lệ lợi dụng gỗ Poplar ($P_g$ hay $K_g$) $65.07$ % Đạt hiệu suất sử dụng phôi xẻ sấy cao
Tỷ lệ lợi dụng ván ($P_v$ hay $K_v$) $94.00$ % Tận dụng tối đa khổ ván MDF và Plywood
Ứng suất nén thực tế chân tủ ($\sigma_n$) $32.09$ $\text{N/cm}^2$ Nhỏ hơn nhiều so với $[\sigma_n] = 390\text{ N/cm}^2$ (an toàn)
Giá thành xuất xưởng ($G_{SP}$) $3.500.441$ VNĐ Bao gồm chi phí NVL chính, phụ, nhân công, quản lý

Đóng góp của đề tài

  • Đóng góp học thuật: Cung cấp bộ hồ sơ thiết kế, tính toán cơ học và lập định mức công nghệ hoàn chỉnh cho một sản phẩm nội thất đồ mộc kết hợp giữa gỗ tự nhiên nhập khẩu (Poplar) và ván công nghiệp; đóng vai trò làm tài liệu tham khảo chuyên ngành Chế biến lâm sản.
  • Đóng góp thực tiễn: Tạo ra sản phẩm tủ buffet mẫu hoàn thiện tại Công ty TNHH Quốc tế Return Gold, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp và thị hiếu xuất khẩu. Mẫu thiết kế đã được ban giám đốc công ty nghiệm thu và đưa vào kế hoạch triển khai sản xuất đại trà.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Nghiên cứu chỉ tập trung giải quyết thiết kế và chế tạo cho một mẫu sản phẩm tủ buffet đơn lẻ trong không gian phòng khách, chưa mở rộng thành bộ sưu tập đồng bộ (living room collection) gồm bàn trà, kệ tivi, bàn ăn.
  • Thời gian thực tập và thực hiện đề tài giới hạn trong 2,5 tháng (từ 10/10/2022 đến 28/12/2022), do đó các khảo sát độ bền dài hạn trong điều kiện môi trường biến thiên độ ẩm khắc nghiệt chưa được theo dõi qua nhiều chu kỳ thời gian.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Doanh nghiệp tiếp tục hoàn thiện hồ sơ gá đặt và tối ưu hóa đường chạy dao trên máy CNC 5 đầu nhằm rút ngắn thời gian gia công tinh khi đưa vào sản xuất đại trà.
  • Mở rộng nghiên cứu các giải pháp tận dụng phế liệu từ khâu pha cắt phôi gỗ Poplar ($Q_1$ và $Q_2$) để sản xuất các chi tiết phụ trợ hoặc ghép thanh finger-joint, nâng cao hơn nữa tỷ lệ lợi dụng gỗ tổng thể.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng:
    • Sinh viên và giảng viên ngành Công nghệ chế biến lâm sản, Kỹ thuật chế biến gỗ, Thiết kế nội thất tại các trường đại học và cao đẳng kỹ thuật.
    • Kỹ sư công nghệ, cán bộ phòng kỹ thuật - thiết kế tại các nhà máy chế biến gỗ và sản xuất đồ nội thất xuất khẩu.
  • Nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu:
    • Phương pháp tính toán lượng dư gia công phôi gỗ theo Quyết định 10/LNSX kết hợp tiêu chuẩn dung sai gia công cấp 2.
    • Phương pháp kiểm tra ứng suất nén và uốn cho kết cấu đồ mộc dân dụng.
    • Bộ công thức pha chế và quy trình 6 bước sơn PU công nghiệp (định lượng, tỷ lệ dung môi, thời gian khô).
    • Bản vẽ chi tiết kết cấu Knock-Down (KD) liên kết chân tủ phục vụ đóng gói xuất khẩu.

Câu hỏi thường gặp

1. Kích thước bao tổng thể của sản phẩm tủ buffet được thiết kế là bao nhiêu?

Kích thước tổng thể của sản phẩm tủ buffet là $1525 \times 476 \times 749\text{ mm}$ (Dài $\times$ Rộng $\times$ Cao), phù hợp cho không gian phòng khách vừa và lớn như căn hộ penthouse, chung cư cao cấp hoặc khách sạn.

2. Định mức thể tích gỗ Poplar và tỷ lệ lợi dụng nguyên liệu đạt được là bao nhiêu?

Để sản xuất một sản phẩm tủ buffet, thể tích nguyên liệu gỗ Poplar cần dùng là $V_{NL} = 0.0349\text{ m}^3$. Tỷ lệ lợi dụng gỗ Poplar đạt $P_g = 65.07%$ và tỷ lệ lợi dụng ván công nghiệp đạt $P_v = 94%$.

3. Kết quả kiểm tra độ bền nén đối với cụm chân tủ như thế nào?

Cụm chân tủ có kích thước mặt cắt $48 \times 76\text{ mm}$, diện tích mặt cắt ngang chịu nén $F_z = 155.8\text{ cm}^2$. Dưới tải trọng thiết kế $P = 1000\text{ N}$ (~100 kg) và hệ số an toàn $K = 5$, ứng suất nén tính toán là $\sigma_n = 32.09\text{ N/cm}^2$, thấp hơn rất nhiều so với giới hạn bền nén dọc thớ cho phép của gỗ Poplar ($[\sigma_n] = 390\text{ N/cm}^2$), đảm bảo an toàn tuyệt đối khi sử dụng.

4. Quy trình sơn PU hoàn thiện bề mặt gồm những bước nào và tỷ lệ pha chế ra sao?

Quy trình gồm 6 bước: (1) Xử lý khuyết tật bề mặt và chà nhám giấy 150; (2) Phun màu (Lót PU : Cứng : Xăng tỉ lệ 2:1:2 + màu, định mức $0.4\text{ kg/m}^2$, khô 4-6h); (3) Sơn lót Sealer (tỉ lệ 2:1:2, định mức $0.25\text{ kg/m}^2$, khô 4-6h); (4) Xả nhám giấy 400; (5) Sơn màu (THPU-71306 ST VN : PCA-31100 Black paste VN tỉ lệ 30:97, định mức $150\text{ g/m}^2$); (6) Sơn bóng Topcoat 10% (Xăng : Bóng 10% : Cứng tỉ lệ 2:1:2, định mức $0.25\text{ kg/m}^2$, khô 10-12h).

5. Giá thành xuất xưởng tính toán cho một sản phẩm tủ buffet là bao nhiêu?

Giá thành xuất xưởng được hạch toán đầy đủ các chi phí nguyên liệu chính, vật liệu phụ, nhân công, khấu hao máy móc và quản lý phân xưởng là $3.500.441\text{ VNĐ}$.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hồ Bảo Ninh đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật và thiết lập công nghệ gia công sản phẩm tủ buffet phòng khách từ gỗ Poplar kết hợp ván MDF và Plywood tại Công ty TNHH Quốc tế Return Gold. Nghiên cứu đã chứng minh tính an toàn cơ học thông qua kiểm tra ứng suất kết cấu, tối ưu hóa định mức vật tư với tỷ lệ lợi dụng gỗ đạt 65,07%, tỷ lệ lợi dụng ván đạt 94% và giá thành xuất xưởng hợp lý ở mức 3.500.441 VNĐ. Mẫu sản phẩm thử nghiệm đã được chế tạo thành công trên dây chuyền thiết bị thực tế của nhà máy và được doanh nghiệp phê duyệt đưa vào kế hoạch sản xuất hàng loạt.