PHỤ LỤC CÁC QUÁ TRÌNH GIA CÔNG doc

Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIÊP KHOA CƠ KHÍ BỘ MƠN: CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU PHỤ LỤC CÁC Q TRÌNH GIA CÔNG PHẦN VẬT LIỆU PHI KIM DÙNG TRONG CƠ KHÍ PHẦN CƠNG NGHỆ LẮP RÁP PHẦN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐẶC BIỆT Thái nguyên, tháng năm 2011 Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên PHẦN VẬT LIỆU PHI KIM DÙNG TRONG CƠ KHÍ GỖ 1.1 Cấu tạo gỗ 1.1.1 Thành phần gỗ Gỗ hợp chất hữu gồm 43 - 45% xenlulo (C 6H12O5) gọi tế bào thực vật, 19 - 29% licnin (C18H30O15) gọi mộc chất, lại hydrat cacbon phân tử thấp (còn gọi chất đạm) nguyên tố khác 1.2 Tính chất gỗ 1.2.1 Tính chất vật lý + Độ ẩm Độ ẩm lượng nước chứa gỗ, biểu diến phần trăm Độ ẩm W = xác định cơng thức: Trong đó: m − m0 100% m0 m- khối lượng mẫu có độ ẩm cần đo (g) m0- khối lượng mẫu trạng thái khô tuyệt đối (sấy 100±5oC) (g) Lượng nước chứa gỗ có dạng: Nước tự (nước mao dẫn) chứa lỗ rỗng; nước liên kết (hút ẩm) nằm vỏ tế bào Như độ ẩm gỗ gồm có độ ẩm liên kết độ ẩm tự Khi sấy, độ ẩm tự sau độ ẩm liên kết Trạng thái gỗ độ ẩm liên kết gọi điểm bão hòa gỗ Đối với loại gỗ khác độ ẩm liên kết tối đa dao động từ 23 đến 30% Gỗ khai thác có lượng ẩm từ 50-100%, để lâu khơng khí lượng ẩm cịn 10~20% Ở xứ lạnh khơ để lâu nhà lượng ẩm đạt đến 7~10% Gỗ khơ tuyệt đối có độ ẩm 0% Độ ẩm tiêu chuẩn để thử tính số thơng số khác 15% Độ ẩm sản xuất cần phải thấp độ ẩm sử dụng 2% (hay nói khác gia công gỗ để chế tạo sản phẩm sản phẩm gia dụng phải sấy) Kích thước hình dáng gỗ thay đổi phụ thuộc độ ẩm Khi sấy, độ ẩm tự do, lúc kích thước gỗ không thay đổi mà thay đổi khối lượng Khi sấy tiếp tục từ điểm bão hòa gỗ, sợi gỗ nước liên kết kích thước nhỏ lại Khi gỗ co theo chiều tiếp tuyến nhiều theo chiều dọc thớ + Độ co Hệ số co K độ co trung bình thay đổi độ ẩm 1% xác định theo công thức: K= C W Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Ngun Trong đó: C - độ co ; W - độ ẩm Ở mức độ khác nhau, độ co tồn phần theo hướng kính C k = ~ 5%, độ co theo hướng tiếp tuyến C T = 8~10% Hệ số co hướng kính gỗ dao động khoảng KK = 0,09~0,31%, hệ số co tiếp tuyến KT = 0,17~0,43%, hệ số co thể tích KV=0,32~0,7% Độ co theo chiều dọc thớ khoảng 0,1~0,35% thường khơng tính 1.2.2 Cơ tính gỗ Gỗ polyme dị hướng, tính chất gỗ phụ thuộc độ ẩm yếu tố khác Cơ tính gỗ xác định có độ ẩm từ đến 20%, lấy độ ẩm tiêu chuẩn 15% ký hiệu σ15, xác định theo cơng thức: σ15 = σw[1+α(W-15)] Trong đó: σw- độ bền đo có độ ẩm W thời điểm đo W- độ ẩm lúc đo α- hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc độ ẩm α = 0,01~0,05 Việt Nam nước có nhiều loại gỗ (hơn 1000 loại khác nhau) có độ bền nén dọc từ 2,0 đến 10,0 KG/cm2, độ bền kéo dọc từ đến 29 KG/mm2 Cường độ (độ bền) theo thớ ngang thấp so với thớ dọc 6~30 lần Độ bền uốn theo hướng dọc 1,5~2 lần độ bền nén Mođun đàn hồi kéo nén gần theo hướng dọc gấp 10~30 lần lớn theo hướng ngang Theo hướng dọc E = (1,17~1,58).103 KG/mm2 1.3 Phân loại gỗ 1.3.1 Phân loại theo mật độ gỗ Theo TCVN 1072-71 gỗ chia thành nhóm: Nhóm có mật độ lớn 0,86 g/cm Nhóm thuộc loại gỗ tốt gỗ quý mun (1,39), nghiến (1,12), sến (1,08), giẻ xám (0,97), lim (0,95), muồng đen (0,94), táu (0,93) Nhóm có mật độ từ 0,85 đến 0,73 g/cm3 Nhóm có mật độ từ 0,72 đến 0,62 g/cm3 Nhóm có mật độ từ 0,61 đến 0,55 g/cm3 Nhóm có mật độ từ 0,54 đến 0,55 g/cm3 Nhóm có mật độ ≤ 0,49 g/cm3 1.3.2 Phân loại theo tính Theo TCVN 1072-71 nhóm gỗ có cường độ kéo dọc lớn 1600 KG/cm gọi gỗ quý hay gỗ đặc biệt Nhóm gỗ chủ yếu dùng làm đồ mỹ nghệ đồ gia dụng Loại có mật độ cao, thớ mịn, vân đẹp, màu sắc đẹp không cần sơn phủ bên ngồi, khơng bị mối mọt Nhóm gỗ q Việt Nam đặc biệt phong phú Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Nguyên nhiều nước khác Theo phân loại TCVN rừng Việt Nam có khoảng gần 30 loại gỗ quý lát, gụ, dáng hương, cẩm lai, trắc, mun, gõ mật, thơng tre, pơ mu Cịn lại gỗ chia thành nhóm: Nhóm có cường độ từ 1600 đến 1395 KG/cm3 Nhóm có cường độ từ 1394 đến 1165 KG/cm3 Nhóm có cường độ từ 1164 đến 970 KG/cm3 Nhóm có cường độ từ 969 đến 810 KG/cm3 Nhóm có cường độ từ 809 đến 675 KG/cm3 Nhóm có cường độ ≤ 674 KG/cm3 Tuy nhiên, sản xuất người ta thường dùng tên gọi theo sử dụng có nhóm gỗ theo tính sau (so với cách phân loại TCVN): Tên gọi theo sử dụng Tên gọi theo TCVN Nhóm Nhóm gỗ quý Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Nhóm Trong bảng phụ lục cuối chương dẫn tên gọi, tên latinh, phân nhóm (theo tên sử dụng) độ bền gỗ xác định đại đa số loại gỗ rừng Việt Nam 1.3.3 Phân loại theo phương pháp chế biến Gồm có: - Gỗ súc (gỗ trịn): Gỗ nguyên - Gỗ xẻ, gỗ lạng: bán thành phẩm qua qua cưa xẻ dạng tấm, - Gỗ dán, ván ép hay gọi gỗ nhân tạo: Gỗ qua công nghệ chế biến dán, ép thành có chiều dày 3mm, 4mm, 5mm, 7mm gồm nhiều lớp xếp thớ lệch góc - Gỗ tẩm thuốc: tẩm thuốc chống mục, chống mọt để làm cột điện, tà vẹt, đóng tàu - Gỗ bột giấy 1.4 Sử dụng gỗ Gỗ sử dụng nhiều lĩnh vực khác nhau: 1.4.1 Gỗ gia dụng Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên Gỗ gia dụng gỗ dùng để chế tạo đồ dùng nhà giường, tủ, bàn, ghế, hay gọi đồ mộc Để chế tạo bàn, ghế, giường, tủ thông thường dùng loại gỗ nhóm 6,7, bàn ghế nơi đặc biệt dùng gỗ nhóm 4, dạng gỗ xẻ Ngoài xưởng mộc sản xuất lớn thường dùng loại gỗ ép, ván dăm, ván sợi để chế tạo bàn ghế mang tính kinh tế lớn 1.4.2 Gỗ xây dựng Gỗ dùng xây dựng dân dụng công nghiệp gọi gỗ xây dựng, sử dụng dạng loại gỗ xẻ, chế biến từ gỗ nhóm đến nhóm Gỗ làm cốp pha thường gỗ nhóm 7, Gỗ xây dựng cho cơng trình cố định dùng nhóm 4, 5, Đối với cơng trình đặc biệt sử dụng gỗ nhóm 2, dùng nhóm 1.4.3 Gỗ đóng tầu thuyền Gỗ làm tàu thuyền loại gỗ chịu nước Tùy thuộc tính chất chịu lực chịu nước phận tàu thuyền người ta sử dụng loại gỗ khác nhau: + Gỗ làm vỏ tàu Nhóm 2: Lim xanh, táu mật, kiền kiền, sến mật, sến đắng, xoay Nhóm 3: Săng lẻ, chị chỉ, huỳnh, trường mật, chua khét, trường chua, cà ổi xanh Nhóm 4: Re hương, re rừng, gội nếp, re mít, re vàng, gội , sâng, kháo mật Nhóm 5: Trâm tía, trâm xanh, trâm sung, sồi đá, kẹn gia, dãi, vải thiều, lim xẹt, hồng linh đá Nhóm 6: Sú tía, cồng tía, cồng chìm, gội tẻ, vàng kiêng, lõi thọ, re xanh, giẻ đỏ, giẻ đề xi, chẹo tía, sâng, nhội, sồi vàng mép, thơi ba, thơi chanh, phay sừng, chị nếp, ràng ràng mật, ràng ràng đá, sau sau + Gỗ làm khung: Dùng gỗ nhóm 2,3 + Các phận khác ván sàn, cabin, canh dùng gỗ nhóm 6, số gỗ nhóm 1.4.4 Gỗ làm bột giấy Để làm bột giấy Việt Nam chủ yếu dùng họ tre giang, nứa, vầu, dùng Ngồi để cung cấp lượng bột giấy lớn, chất lượng cao nhà nước quy định dùng gỗ bồ đề, bạch đàn Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Nguyên Polyme 2.1 Khái niệm vật liệu polyme Polyme (hay gọi cao phân tử) vật thể mà đại phân tử gồm nhiều mắt xích có tổ chức giống liên kết với theo kiểu lặp lặp lại nhiều lần Đại phân tử polyme mạch gồm mắt xích riêng biệt liên kết với bó Mặt cắt ngang mạch vài anstron (Å) cịn chiều dài tới vài nghìn (Å) Do polyme có đặc tính tính dẻo (có thể uốn tuỳ ý) Tính dẻo đặc tính bật polyme Mỗi mắt xích gọi đơn phân hay monome Vì khối lượng phân tử polyme lớn nên phân tử gọi đại phân tử vật liệu polyme cịn gọi vật liệu cao phân tử Khối lượng đại phân tử polyme từ 5000 đến triệu Với kích thước đại phân tử nên tính chất polyme xác định thành phần hố học chúng mà cịn phân bố tương đối mắt xích cấu tạo chúng mắt xích Các đại phân tử polyme có thành phần hố học giống thường có kích thước khác Hiện tượng làm phân tán đặc tính lý vật liệu gọi đa tán Đại phân tử tạo thành từ đơn phân (monome) giống khác thành phần hoá học Khi gồm đơn phân giống gọi homopolyme Trong trường hợp gồm đơn phân khác gọi copolyme Khi mạch polyme cấu tạo nguyên tử loại gọi polyme đồng mạch, nguyên tử khác loại gọi polyme dị mạch Polyme dạng lập thể (mạng khơng gian) có giá trị lớn tất mắt xích (monome) chất thay phân bố không gian theo trật tự định tạo cho polyme có tính chất lý cao Polyme có khả thay đổi phân bố theo không gian gọi polyme điều chỉnh (khác với số loại không điều chỉnh được) 2.2 Phân loại polyme Có nhiều cách phân loại polyme: 2.2.1 Phân loại theo nguồn gốc có: - Polyme thiên nhiên cao su thiên nhiên, xenlulô, mica, graphit thiên nhiên Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên - Polyme nhân tạo hay gọi polyme tổng hợp chất dẻo, cao su nhân tạo, thuỷ tinh 2.2.2 Phân loại theo thành phần: + Polyme hữu Là polyme có mạch hydrocacbon Nếu mạch phân tử gồm nguyên tử cácbon gọi polyme mạch cácbon Trong nguyên tử C nối với nguyên tử H gốc hữu khác Thí dụ: H C C C C R R = gốc hữu (radical) Trong polyme dị mạch, mạch gồm nguyên tử C nguyên tử khác làm thay đổi lứon tính chất polyme Thí dụ: C O C O C N C Khi nối với nguyên tử C mạch, nguyên tử H làm tăng tính uốn mạch, làm tăng tính dẻo polyme (như sợi màng chất dẻo), nguyên tử P Cl làm tăng tính chịu nóng, ngun tử S làm tăng tính chống thấm (thí dụ cao su), F làm tăng tính bền hoá học Một số polyme mạch cácbon dị mạch có hệ thống liên kết hợp như: CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH- Năng lượng mạch liên hợp lớn loại đồng mạch Thí dụ: lượng liên kết C-C 80 Kcal/mol Trong lúc lượng liên kết mạch liên hợp đến 100~110 Kcal/mol, làm tăng tính ổn định nung nóng Polyme hữu có gồm loại chất dẻo cao su + Polyme vô Là polyme mà mạch chúng khơng có hydrocacbon Thí dụ thuỷ tinh silicat, gốm, mica, amian Thành phần polyme vô loại oxit silic, oxit nhơm, oxit magiê, oxit canxi Trong silicat có loại liên kết: nguyên tử mắt xích nối với liên kết đồng hoá trị (Si-O), cịn liên kết mắt xích liên kết ion Do Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Ngun tính chất chất thay đổi phạm vi rộng; từ sợi thuỷ tinh (có tính dịn) đến màng đàn hồi Polyme vơ có mật độ cao, bền nhiệt, thuỷ tinh gốm dịn, khơng chịu tải trọng động Graphit thuộc liạu polyme vô có mạch cacbon + Polyme hữu phần tử Là polyme mà mạch chứa nguyên tử vô Si, Ti, Al Các nguyên tử nối với gốc hữu metyl (-CH 3), fenyl (-C6H5), etyl (C2H5) Các gốc hữu cho vật liệu tính bền dẻo, cịn ngun tử vơ có cho tính chịu nhiệt cao Trong thiên nhiên khơng có loại vật liệu mà tạo cách tổng hợp nhân tạo Thí dụ: đại diện cho nhóm hợp chất silic hữu có cấu trúc: R R Si O Si R' R' Giữa nguyên tử Si O có liên kết hố học bền, liên kết siloxan Si-O có lượng 89,3 Kcal/mol Từ tính bền nhiệt nhựa silíc hữu cao su siloxan cao tính đàn hồi tính dẻo so với nhựa hữu cao su thiên nhiên Polyme chứa mạch nguyên tử Ti, O gọi polytitanoxan, mạch chứa Ti, O, Si gọi polytitansiloxan hữu 2.2.3 Phân loại theo hình dáng đại phân tử Hình dáng đại phân tử gọi mạch Theo cấu tạo mạch polyme chia ra: Hình – Hình dáng đại phân tử Polyme Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên + Polyme mạch thẳng Có đại phân tử chuỗi mắt xích nối theo đường dic dắc hay hình xoắn ốc (hinh – 1a) Đại phân tử uốn cong (hình bó) có độ bền cao dọc theo mắt xích độ bền thấp phân tử Do đó, làm cho vật liệu có tính đàn hồi bị biến mềm nung nóng nguội cứng lại Nhiều polyme loại hồ tan dung mơi Khi mật độ "bó" phân tử đơn vị thể tích tăng độ bền nhiệt độ biến mềm tăng khả hồ tan dung mơi giảm Thí dụ thuộc loại có polyetylen (PE), polyamid (PA) + Polyme mạch nhánh (polyme phân nhánh) Cũng polyme mạch thẳng đại phân tử có thêm nhánh (hình 1-1b) Sự phân nhanh làm cản trở xích lại gần phân tử, làm giảm liên kết phân tử làm giảm "mật độ bó" Loại có độ bền thấp, dễ nóng chảy dễ hồ tan Thí dụ: polyizobutylen (PIB) + Polyme hình thang Gồm có hai mạch nối với liên kết hoá học Khi cắt đứt đại phân tử polyme hình thang thường phải phá huỷ mạch liên kết chỗ theo quy luật ngẫu nhiên Do đó, chúng bền loại mạch thẳng (một mạch) Loại khơng hồ tan dung mơi hữu tiêu chuẩn, có tính ổn định nhiệt cao cứng Thí dụ polyme silic hữu (hình 1-1c) + Polyme mạng lưới Các mạch cạnh polyme nối với liên kết đồng hóa trị số vị trí hình 1-1d Cấu trúc mạng lưới hình thành trình tổng hợp phản ứng khơng thuận nghịch tiến hành sau nhiệt độ cao có xúc tác Thơng thường q trình tạo mạng lưới thực cách cho thêm nguyên tử phân tử tạo liên kết đồng hố trị với mạch Đa số loại vật liệu cao su có cấu trúc mạng lưới q trình lưu hố + Polyme khơng gian Các monome có ba nhóm hoạt động tạo nên polyme khơng gian ba chiều hình 1-1e Các polyme có tính chất lý nhiệt đặc biết 2.3.4 Phân loại theo trạng thái pha Theo trạng thái pha polyme chia làm hai loại: polyme vơ định hình (hay polyme pha) polyme tinh thể (hay polyme pha) Theo phân tích Rơnghen kính hiển vi điện tử, thực đại phân tử polyme khơng phân bố hỗn loạn mà có trật tự, liên quan với Tổ chức tạo thành xếp khác phân tử gọi siêu phân tử Sự trật tự hoá tổ Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Nguyên chức xác định tính uốn đại phân tử mạch thẳng mạch nhánh làm thay đổi hình dáng xếp xen kẽ theo phần Polyme vơ định hình loại có pha, tạo nên từ phân tử mạch, xếp thành bó Mỗi bó gồm nhiều dãy đại phân tử phân bố nối tiếp Các bó có khả dịch chuyển tương phân tử nằm cạnh Polyme vơ định hình tạo nên từ mạch thành cuộn tròn gọi "quả cầu" Tổ chức cầu polyme có tính khơng cao Khi tăng nhiệt độ cầu duỗi thành dạng thẳng, làm tăng có tính polyme Hình 1-2: Q trình tinh thể hố polyme Polyme tinh thể tạo thành đại phân tử chúng đủ cong điều chỉnh Ở điều kiện tương ứng, chuyển biến pha xảy bó tạo thành mạng tinh thể khơng gian Sự tạo thành tinh thể biểu diễn theo sơ đồ hình 1-2 Các bó (1) xếp thành dãy (2) cách xoay bó nhiều lần theo góc 180o Sau dãy liên kết với theo mặt bên để tạo thành (3) Các xếp thành lớp tạo thành tinh thể Trong trường hợp tạo thành tinh thể khối từ phân tử cấu trúc nhỏ gặp khó khăn, hình cầu tạo thành Polyme có cấu trúc hình cầu phổ biến Kích thước chúng từ vài chục micromet đến vài milimet Thí dụ, loại chất dẻo polyetylen, polypropylen, polyamid chất dẻo tinh thể 2.3.5 Phân loại theo mức độ phân cực Được chia polyme phân cực (hay polyme có cực) polyme khơng phân cực (hay polyme không cực) Ở phân tử polyme khơng phân cực, đám mây điện tử có tác dụng cố định nguyên tử, phân bố phân tử mức độ giống Ở phân tử trung tâm kéo hạt tích điện khác dấu trùng với Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 10 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên - Trong trình vận chuyển làm thay đổi vị trí hay làm biến dạng phận sản phẩm Những sai lệch làm giảm chất lợng sản phẩm (trong số trờng hợp chất lợng giảm nghiêm trọng) Vì phải tiến hành kiểm tra theo điều kiện kỹ thuật chúng §ång thêi dùa vaod kÕt qu¶ kiĨm tra, cã lóc phải điều chỉnh lại yêu cầu kỹ thuật đà ®Ò thiÕt kÕ Tïy theo møc ®é phøc tạp sản phẩm lắp mà bố trí nguyên công kiểm tra dây chuyền lắp ráp, thông thờng bố trí vị trí có khả gây nên sai lệch sau hoàn thành lắp ráp phận hay cụm sản phẩm Đối với mối lắp quan trọng, thờng bắt buộc phải kiểm tra 100% Còn mối lắp không quan trọng, kiểm tra định kỳ sau loạt lắp ráp Tùy theo điều kiện kỹ thuật mối lắp điều kiện sản xuất, áp dụng phơng pháp kiểm tra sau: a Kiểm tra trực tiếp Phơng pháp không cần dùng thiết bị hay dụng cụ đo lờng phức tạp, mà chủ yếu dựa vào kinh nghiệm công nhân để đánh giá chất lợng cđa mèi l¾p VÝ dơ: kiĨm tra b»ng m¾t, cho chạy thử nghe tiếng ồn truyền bánh ăn khớp Phơng pháp dùng để kiểm tra mối lắp yêu cầu chất lợng không cao, có suất cao nhng tồn số nhợc điểm sau: - Độ xác thấp chất lợng kiểm tra không - Chất lợng mối lắp phụ thuộc nhiều vào trình độ kinh nghiệm công nhân lắp ráp - Kết kiểm tra định tính, không cho giá trị định lợng Phơng pháp kiểm tra trực tiếp áp dụng dạng sản xuất nhỏ cho sản phẩm yêu cầu chất lợng thấp b Kiểm tra khí Đây phơng pháp kiểm tra có sử dụng dụng cụ khí, đo lờng hay đồ gá để đánh giá chất lợng mối lắp Những phơng pháp kiểm tra thờng dùng dụng cụ đo vạn năng, panme, đồng hồ so, thớc, mẫu, trục kiểm, dỡng mẫu v.v Phơng pháp cho ta biets đợc giá trị định lợng mối lắp, thờng áp dụng sản xuất hàng loạt c Kiểm tra tự động Phơng pháp thờng sử dụng ytong lắp ráp dây chuyền lắp ráp tự động Việc kiểm tra chất lợng lắp ráp đợc tự động hóa nhờ thiết bị chuyên dùng Phơng pháp đạt đợc độ xác st cao C¬ së lý thut cđa kiĨm tra tù động đợc giới thiệu tài liệu tự động hóa đo lờng 7.2 Kiểm tra chất lợng sản phÈm Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 41 Trường Đại học kỹ thut cụng nghiờp Thỏi Nguyờn Sau lắp ráp hoàn chỉnh, chuẩn bị xuất xởng sản phẩm phải đợc kiểm trsza theo điều kiện kỹ thuật tiêu nghiệm thu nhà thiết kế đề Kết kiểm tra đợc ghi vào văn nghiệm thu sản phẩm chế tạo Thông thờng có nhóm thông số cần kiểm tra - Kiểm tra thông số hình học - Kiểm tra thông số động học - Kiểm tra thông số động lực học a Kiểm tra thông số hình học Đó kiểm tra độ xác vị trí tơng quan chi tiết phận máy (hình 10.33) Ví dụ: máy công cụ nh máy tiện cần kiểm tra độ xác hình học nh độ song song băng máy, độ song song trục với băng máy theo hai phơng, độ trùng tâm cđa sau víi trơc chÝnh v.v… b KiĨm tra thông số động học Kiểm tra độ xác phận máy hay toàn máu điều kiện không tải, đồng thời thực chạy rá bề mặt làm việc Nếu kiểm tra phận riêng biệt máy chúng đợc gá đồ gá chuyên dùng dẫn động động riêng, tốc độ thấp tăng dần đến tốc độ tới hạn Trong trình thử nghiệm quan sát đánh giá tình trạng làm việc bề mặt, tình trạng ổ lăn, ổ trợt, sống trợt, truyền ăn khớp bánh răng, vít me, cam v.v Đo tốc độ, đo vòng quay đảm bảo quan hệ tỷ số truyền làm việc tịn cậy phận máy nh: bơm dầu, bơm thủy lực, hệ thống làm mát, hệ thống bôi trơn v.v trớc thử nghiệm có tải c Kiểm tra thông số động lực học Trn Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 42 Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiờp Thỏi Nguyờn Kiểm tra động lực học kiểm tra làm việc có tải thiết bị điều kiện làm việc chúng với công suất toàn phần khoảng thời gian mà điều kiện kỹ thuật đà quy định Nếu sản phẩm loại động nh: động điện, máy phát điện, động nhiệt, máy nớc tua bin v.v phải thử nghiệm với dạng l ợng công suất tơng ứng Trong trình thử nghiệm, ta phải đo thông số về: lực, công suất, lợng tiêu hao nhiên liệu, nhiệt độ phát sinh độ biến dạng phận quan trọng Quan sát trình làm việc chi tiết phận máy, đánh giá rung động, tiếng ồn Cuối ghi số liệu đo đạc, quan sát đợc vào văn yêu cầu việc nghiệm thu sản phẩm Trong trình thử nghiệm có thông số nghi ngờ phải tiến hành kiểm tra lại Những sản phẩm đạt chất lợng sản phẩm thỏa mÃn yêu cầu nghiệm thu điều kiện kỹ thuật thiết kế đề đợc xuất xởng, kết thúc trình chế tạo lắp ráp chúng Trn Anh c b mụn: Cụng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 43 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên PHẦN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG ĐẶC BIỆT Khái niệm Sự phát triển ngành công nghiệp gắn liền với trình tìm kiếm loại vật liệu Các loại vật liệu đặc trưng tính sau: - Khả chống chịu mài mòn cao - Độ cứng độ bền cao, chịu nhiệt cao - Làm việc ổn định mơi trường hóa chất Ví dụ: thép hợp kim titan, thép khơng gỉ, hợp kim cứng, vật liệu gốm, kính, composit … Với tính trên, việc gia cơng chúng cơng nghệ truyền thống gặp nhiều khó khăn, khơng gia công gia công không đạt yêu cầu, loạt phương pháp gia công nghiên cứu sử dụng rộng rãi như: gia công siêu âm, gia cơng điện hóa, gia cơng chùm tia laze, tia nước, tia nước có hạt mài, tia hạt mài, gia công tia lửa điện … Đặc điểm chung phương pháp gia công là: - Khơng địi hỏi dụng cụ phải có độ cứng cao độ cứng vật liệu gia công - Khả gia cơng khơng phụ thuộc vào tính chất lý vật liệu gia công mà chủ yếu phụ thuộc vào thơng số hóa, nhiệt, điện vật liệu gia cơng - Đạt độ xác kích thước độ nhẵn bề mặt cao so với phương pháp gia cơng truyền thống - Có khả gia cơng vật liệu có độ cứng cao, chí cao (sau nhiệt luyện) - Hiệu kinh tế đạt cao, gia cơng sản phẩm có hình dạng phức tạp, kích thước bé … Có thể phân chia phương pháp gia cơng thành số nhóm chủ yếu sau: - Gia cơng ăn mịn hóa học (CM) - Gia cơng ăn mịn điện hóa (ECM) - Gia cơng ăn mịn điện (EDM): xung điện, cắt dây - Gia công siêu âm (USM) - Gia công chùm tia lase (LBM), chùm tia điện tử (EBM) - Gia công tia nước (wJM), nước hạt mài (AwJM), hạt mài (AJM) … Mục tiêu q trình gia cơng lấy lớp kim loại cần thiết phôi (lượng dư) để đạt hình dáng, kích thước, độ xác, độ nhẵn bóng cần thiết chi tiết gia công Gia công kim loại bằng tia lửa điện Thực chất: Dùng hai điện cực kim loại đặt mạch điện, xây dựng sở tượng ăn mòn tác dụng tia lửa điện Dưới tác dụng Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 44 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên điện trường, điện tử tách từ âm cực phóng dương cực (chi tiết) để tách phần tử kim loại với vận tốc lớn phá hủy cực dương tách kim loại tạo thành bề mặt gia công Sơ đồ nguyên lý: Nguyên lý gia công tia lửa điện Một số sơ đồ gia công Đặc điểm gia công tia lửa điện - Điện cực (đóng vai trị dụng cụ) có độ cứng thấp nhiều so với độ cứng vật gia công (chi tiết), điện cực thường sử dụng đồng, grafit Có hai dạng điện cực dạng thỏi (dùng cho máy xung định hình) điện cực dây (tạo hình chi tiết hệ lỗ có profin phức tạp) Giữa bề mặt dụng cụ chi tiết gia công tồn khe hở gọi khe hở điện cực chất lỏng không dẫn điện lấp đầy khe hở điện cực có dịng điện chiều chạy qua từ cực dương sang cực âm, với điện áp thích hợp hai cực xuất tia lửa điện nơi mà hai điện cực gần Nhiệt độ lên cao đến mức làm cháy bốc vật liệu Khe hở điện cực trì mức thích hợp điều khiển tự động cấu điều chỉnh máy Thường hai điện cực bị mịn, cực dương mòn nhanh nhiều so với cực âm Sơ đồ nguyên lý làm việc máy xung EDM Máy dùng điện cực định hình điện cực dây (fdây= 0,1 ÷ 0,3) Hình12.5 Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 45 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên - Vật liệu dụng cụ chi tiết phải dẫn điện - Chất lỏng làm dung môi phải không dẫn điện Khả công nghệ phương pháp gia công: - Đạt độ xác gia cơng cao, sai lệch 0,015 ÷ 0,02 mm, gia công thô 0,5 ÷ 0,6 mm - Độ bóng bề mặt đạt cấp ÷ (Rz = 40 ÷ 20), gia cơng tinh dạt cấp Sai số xảy gia công EDM: Lỗ bị côn sau gia công Độ rộng lỗ phóng điện bề mặt sườn điện cực Sai số điện cực bị mịn khiến cho kích thước hình dáng điện cực thay đổi, làm thay đổi làm thay đổi kích thước lỗ trước gia cơng, Hình 10 -12 Phạm vi ứng dụng phương pháp: Dùng gia công lỗ sâu, chế tạo khuôn, chày, cối dập, làm bề bề mặt dụng cụ, mài, cắt, gia công hợp kim cứng … Nhược điểm phương pháp: hiệu suất phương pháp thấp, chi phí cao hao mịn dụng cụ nhanh, tiêu hao lượng lớn (gấp 50 lần so với phương pháp gia công điện), không gia công vật liệu không dẫn điện Gia công kim loại bằng - điện - hoá (ECMM) Khi gia công điện hóa dựa ngun lý điện phân với mục đích lấy di kim loại khỏi bề mặt chi tiết gia cơng chi tiết nối với dương cực cịn dụng cụ nối với âm cực (ngược lại với phương pháp mạ kim loại), khe hở bề mặt chi tiết dụng cụ chứa đầy dụng dịch điện giải thích hợp phản ứng hóa học xảy gia công tạo nên lớp lớp màng thụ động (dẫn điện kém) bám bề mặt chi tiết gia công (dương cực) ngăn cản phản ứng, để phá vỡ lớp màng q trình ăn mịn tiếp tục có phương pháp: - Thủy điện hóa (ECHM): dùng áp lực cao chất điện giải (hàn chục atm) làm trực tiếp thành dòng chảy qua khe hở điện cực âm dương để phá lớp màng thụ động q trình gia cơng Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 46 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên - Cơ điện hóa (ECMM): phá vỡ lớp màng thụ động dương cực tác dụng lực học phản ứng tiếp tục a Nguyên lý gia cơng: Về chất gia cơng điện hóa dựa nguyên lý hòa tan dương cực, sản phẩm phản ứng hình thành tạo thành chất kết tủa dạng màng mỏng (màng thụ động) bám bề mặt chi tiết gia công (dương cực), màng có độ dẫn điện gây cản trở cho q trình phản ứng điện hóa dương cực Muốn cho phản ứng tiếp tục màng thụ động cần phải phá hủy tác dụng lực học Sơ đồ nguyên lý: hình 12 – 26 cho nguyên tắc trình ECMM Do tác dụng học chuyển động quay dụng cụ (1) lên màng dương cực nên màng bị phá vỡ q trình điện hóa tiếp tục b Khả công nghệ: Gia công a nốt: + Khi gia cơng thơ: Với I = 15 ÷ 25 A/cm2 ; Năng suất Q = 2000 ÷ 3000 mm3/ph; Nhẵn bề mặt: Ra ≈ cấp 3, cấp + Khi gia cơng tinh: với I ≈ ÷ A/cm2 ; Độ nhẵn bề mặt đạt cấp 10 ÷ 12; Khơng có khuyết tật bề mặt; Năng suất thấp Dung dịch điện giải thường dùng silicat Natri + nước (NaSiO + H2O) có tỷ trọng 1,15 ÷ 1,30 c Phạm vi ứng dụng: Chỉ áp dụng với vật liệu dẫn điện (dụng cụ, chi tiết); Môi trường trung gian: dung dịch điện giải dẫn điện Thông số sử dụng: U = ÷ 30V; Mật độ dịng d = 0,2 ÷ A/cm2 Áp lực gia cơng: P= ÷ 30 N/cm2 Độ nhẵn đạt được: Ra > 0,1 ữ 0,08 àm d Quy trỡnh gia cụng: - Mài điện hóa đá dẫn điện - Mài điện hóa đá mài trung tính - Mài khơn điện hóa - Đánh bóng điện hóa - Cắt HKC phương pháp điện hóa Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí Sơ đồ nguyên lý Mài điện hóa 47 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên Phương pháp tạo mẫu nhanh 3.1 Thực chất Nội dung phương pháp chế tạo chi tiết mẫu cơng nghệ thiết bị chun dụng, sau từ mẫu đúc chi tiết máy để đưa vào sử dụng thử Mẫu chế tạo trực tiếp từ kim loại vật liệu polyme đem dùng công nghệ phức tạp nhiều Lĩnh vực sử dụng công nghệ trường hợp nghiên cứu chế tạo thử, thiết kế mẫu kiểu dáng công nghiệp cho sản phẩm địi hỏi phải nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường, thí dụ: chế tạo kiểu dáng đồ chơi cho trẻ em 3.2 Đặc điểm, phân loại, phạm vi ứng dụng a ưu nhược điểm công nghệ tạo mẫu nhanh Tạo mẫu nhanh có ưu điểm sau đay: - Tăng khả quan sát trình thiết kế - Tạo mẫu có độ phức tạp cao - Giảm chi phí thời gian thiết kế chế tạo - Cho phép giảm chu kỳ phát triển sản phẩm để đưa sản phẩm thị trường nhanh phương pháp khác Nhược điểm phương pháp tạo mẫu mhanh: - Độ bền mẫu phụ thuộc vào vật liệu cơng nghệ sử dụng - Độ xác sản phẩm khơng cao ngun tắc gia cơng đắp vật liệu vào mẫu theo lớp - Giá thành mẫu cịn cao chi phí đầu tư bảo trì thiết bị lớn b Phân loại phương pháp tạo mẫu nhanh Theo vật liệu để gia cơng có phương pháp sau: - Dựa sở chất lỏng: Trọng hệ thống tạo mẫu nhanh dạng vật liệu tạo mẫy ban đầu trạng thái lỏng, suốt trình tạo mẫu vật liệu lưu hóa chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn có phương pháp: SLA, SGC, SCS, v.v… - Dựa sở dạng cứng (solid): Vật liệu gia công mỏng cuộn lại thành cuộn trải ru lô (con lăn) Phần thuộc chi tiết cắt lại, gia nhiệt cán dính vào lớp trước đó, phần vật liệu lại bị cắt nhỏ loại bỏ - Dựa sở dạng bột : - Dựa sở nguồn nhiệt sấy khơ: có sử dụng laze không sử dụng nguồn laze c Phạm vi ứng dụng Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 48 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên Công nghệ tạo mẫu nhanh áp dụng nhiều lĩnh vực khác ô tơ, sản phẩm tiêu dùng, máy móc, y học, hàng khơng, qn sự, quốc phịng, khảo cổ, kiến trúc, mỹ nghệ, v.v… mức độ ứng dụng lĩnh vực khác Hiện nay, công nghệ tạo mẫu nhanh xem công cụ để rút ngắn thời gian thiết kế phát triển sản phẩm, đặc biệt sản phẩm có hình dạng phức tạp Tuy nhiên, công nghệ tạo mẫu nhanh không thay hồn tồn cơng cụ truyền thống NC, CNC, phay cao tốc, v.v… chi phí phụ thuộc vào độ phức tạp sản phẩm Ở việt nam: Trong lĩnh vực y học: chế tạo xương Trong lĩnh vực công nghiệp: chế tạo khuôn mẫu cho sản phẩm gia dụng, khuôn mẫu sản phẩm nhựa, phụ tùng xe máy (chóa đèn, mặt nạ xe …) 3.3 Quy trình cơng nghệ tạo mẫu nhanh a Các bước chủ yếu công nghệ: - Thiết kế chi tiết vẽ nhờ phần mềm chuyên dụng, thí dụ CAD SOLIDWORKS vẽ lại chi tiết thật máy có đầu dị (trong trường hợp hồi phục lại chi tiết theo nguyên bản) Các phần mềm vừa vẽ vừa “cắt lớp” chi tiết, phục vụ cho gia công - Chế tạo mẫu ngững công nghệ đặc biệt: máy gia cơng dựa theo hình dáng vả đường bao “lớp” phần thiết kế vạch để tạo nên mẫu b Những phương pháp chế tạo mẫu nhanh - Phương pháp dùng hạt dạng cầu (Hình 11.1) Để tạo mẫu, dùng thiết bị phun áp điện để bắn giọt chất dẻo lên bàn di động theo “lớp” mà CAD vạch từ trước, giọt nhựa rắn lại va đập với chi tiết hình thành Phương pháp có hiệu kinh tế sử dụng cho nhiều loại vật liệu khác - Phương pháp lắng đọng nóng chảy (hình 11.2) Chất dẻo nhiệt (parafin chí kim loại) phun thành tia nhờ đầu phun dao động theo hai chiều Các tia lắng động lại theo lớp (chiều dày khoảng 0,1 mm) mà CAD vạch Các lớp liên kết lại với nhờ nhiệt nóng chảy Phương pháp khơng địi hỏi phần mẫu hình thành phải đơng rắn lại khoảng thời gian ngắn Vật liệu dùng chủ yếu nylon Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 49 Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Ngun Hình 11.1 Phương pháp hạt cầu Hình 11.2 Phương pháp lắng động nóng chảy - Thiêu kết laze (hình 11.4) Chi tiết chất dẻo rắn tạo thành niều lớp mặt cắt ngang Mỗi mặt cắt ngang hình thành nhờ chùm tia laze dẫn hướng gương chuyển động Chùn tia laze làm đông rắn lớp mỏng chất nhựa dẻo nhạy cảm với ánh sáng Khi lớp mỏng hình thành, chi tiết hạ chình xuống bể nhựa lỏng khoảng cách 0,1 mm Như vậy, mẫu hình thành lớp từ đáy tới đỉnh Sau phải đưa mẫu sấy tiếp để đóng rắn hồn tồn Hình 11.3 Phương pháp in hình Hình 11.4 Thiêu kết laze Hình 11.5 Phương pháp lớp giấy - Phương pháp in hình (hình 11.3) Phương pháp hoạt động dựa nguyên tắc giống in ba chiều lại sử dụng loại bột mịn dễ nấu chảy (chất nhiệt dẻo parafin) Bột nóng chảy hịa lẫn nhờ tia laze theo lớp hình thành nên sản phẩm Gần người ta sử dụng bột kim loại bột gốm - Phương pháp lớp giấy (hình 11.5) Mẫu hình thành từ lớp giấy đặt xen kẽ với lớp polyme nhạy cảm nhiệt Những lớp giấy sau cắt từ cuộn giấy nhờ tia laze xếp chồng lên liên kết lại với nhờ lăn nung nóng Tia laze chạy đường bao “lớp” chi tiết CAD vẽ từ trước c Quy trình cơng nghệ số phương pháp cơng nghệ nhất: Phương pháp SLA (hình 1.1) Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 50 Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Nguyên Đây phương pháp công nghệ tạo mẫu nhanh giới Trong số phương pháp tạo mẫu nhanh SLA sử dụng nhiều nhất, chiếm 30% thị phần tạo mẫu nhanh giới Các máy tạo mẫu nhanh loại này: SLA190, SLA250, SLA350, SLA500, SLA700, SLA3500, SLA5000, SLA7000, Viper Si2 v.v… Bản chất phương pháp: Dưới tác dụng chùm tia laser, vật liệu nhựa quang hóa đơng cứng lại (vật liệu nhựa quang hóa SL5170, SL5190) Hệ thống gồm có thùng (Vat) chứa dung dịch quang hóa (Liquid Photopolymer) suốt, đế (Platform) nhúng bể có khả nâng lên hạ xuống nhờ thiết bị điều khiển (Elevator) hệ thống cung cấp nguồn laser (HeCd Laser), với hệ thấu kính (Lenses) gương phản xạ (Mirror), dùng làm đông cứng nhựa lỏng gương để kiểm tra mức nhựa thùng, hệ thống dao gạt (Sweeper) dùng gạt nhựa để tạo lớp nhựa đồng Sơ đồ nguyên lý (hình 1.1): Quá trình tạo mẫu xảy sau: - Dưới tác dụng chùm tia laser chiếu từ hệ thống thấu kính gương phản xạ (được điều khiển từ máy tính), lớp nhựa lỏng đầu tiệ bị đông cứng lại - Khi tạo xong lớp đầu tiên, đế hạ xuống nấc cho nhựa lỏng tràn lên lớp trước với chiều dầy 0,1 ÷ 0,5 mm tùy theo yêu cầu - Tiếp theo chùm tia laser sec quét lên bề mặt lớp nhựa lỏng (theo tiết diện lớp cắt mơ hình 3D) để làm đơng cứng dính kết với lớp trước Q trình tiếp tục lặp lại tạo xong lớp cuối mẫu Ưu điểm phương pháp: - Tự động hóa cao: hệ thống tự động hóa hồn tồn mà khơng địi hỏi tham gia suốt trình vận hành - Độ xác cao - Thể rõ ràng: Cơng nghệ SLA hỗ trợ trình thiết kế dễ dàng - Độ bóng bề mặt cao: Chi tiết có bề mặt trơn láng Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 51 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên Nhược điểm: - Dễ hư hỏng: Mẫu bị mềm nhiệt độ cao - Vật liệu bị hạn chế: phương pháp sử dụng vật liệu nhựa quang hóa - Các gân hỗ trợ: Các gân hỗ trợ ln cần thiết q trình tạo mẫu Phương pháp SLS Sơ đồ nguyên lý hình 1.2 Hệ thống bao gồm xy lanh tạo mẫu hai xy lanh cấp bột hai bên Đầu tiên vật liệu từ xy lanh cấp bột nâng lên cao khỏi mặt bàn lănn gạt bột sang xy lanh tạo mẫu với bề dầy khoảng 0,05 ÷ 0,38 mm Ở vật liệu nung nóng thiêu kết chùm tia laser CO2 qua hệ thấu kính gương phản xạ Bước xy lanh tạo mẫu hạ xuống lớp với bề mặt dày tương ứng với bề dày lớp bột thiêu kết Chu kỳ trình thực lại tương tự Tại bàn tạo mẫu lớp vật liệu thứ hai nung nóng, thiêu kết dính vào lớp thứ Q trình tiếpd tục tạo mẫu hồn chỉnh Vật liệu bột sử dụng nhựa dẻo, ABS, PVC, nylon, sáp, gốm bột kim loại Ưu điểm: - Phương pháp SLS có khả tạo mẫu từ nhiều loại vật liệu khác từ vật liệu tổ hợp nói - Khơng cần hậu lưu hóa cho mẫu SLS hình thành từ bột - Không cần gân hỗ trợ tạo mẫu Nhược điểm: - Mật độ mẫu không đồng - Độ bóng bề mặt thấp - Cài đặt máy phức tạp - Giá thành thiết bị bảo trì cao Phương pháp LOM Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 52 Trường Đại học kỹ thuật cơng nghiêp Thái Nguyên Cấu tạo máy gồm phần cứng phần mềm máy tính, nguồn laser, hệ thống quang học, thiết bị điều chỉnh theo trục XY, đáy cấu nâng hạ theo phương đứng, hệ thống dát mỏng, thệ thống cứng cấp vật liệu vật liệu Cụ thể máy gồm rulơ rulơ cấp vật liệu, rulơ cịn lại vật liệu Mẫu hình thành bàn máy (tấm đế) Đầu tiên vật liệu lăn gia nhiệt cán dính vào đế Chùm tia laser điều khiển máy tính cắt lớp vật liệu theo profile cần thiết mặt cắt Phần vật liệu lại cắt thành hình vng nhỏ, q trình hình thành mẫu chúng có tác dụng đỡ (sau mẫu hình thành cần phải loại bỏ chúng đi) Tiếp theo ru lô vật liệu theo bước định Quá trình lặp lặp lại mẫu hình thành Cơng nghệ sử dụng vật liệu khác giấy, gỗ, chất dẻo, lim loại, v.v… dạng Sơ đồ nguyên lý máy hình 1.3: Ưu điểm: - Sử dụng nhiều loại vật liệu khác - Thiết bị rẻ tiền - Không cần hậu lưu hóa - Chi phí vật liệu thấp Nhược điểm: - Chất lượng mẫu khơng cao vật liệu giấy, gỗ nhạy cảm với môi trường ẩm ướt - Độ bền mẫu không cao - Độ phức tạp hình học khơng cao - Hậu xử lý khó khăn để làm loại bỏ phần vật liệu thừa Phương pháp Z – PRINTER Trần Anh Đức – mơn: Cơng nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 53 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên Nguyên lý làm việc máy ứng dụng kỹ thuật in phun cho kích thước 3D: Pit tơng cấp bột thực chuẩn bị (fill bed) sau nhận liệu in từ phần mềm, pit tông cấp bột nâng lên lớp để gạt bột từ ngăn cấp bột sang ngăn in, đồng thời pít tơng in hạ xuống lớp đầu in thực phun mực theo tọa độ 2D Sau hoàn thành lớp, pittoong in hạ xuống theo phương Z trình tạo mẫu lớp lặp lại đến hoàn thành chi tiết Sơ đồ nguyên lý máy: Hình 1.4 Luyện kim bột 4.1 Khái niện luyện kim bột Khác với phương pháp luyện kim loại thơng thường, luyện kim bột q trình chế tạo chi tiết từ bột kim loại bột hợp chất kim loại Nguyên lý làm để tạo liên kết bền hạt mà chất chúng hoàn toàn khác biệt Quy trình cơng nghệ sản xuất chi tiết phương pháp luyện kim bột bao gồm công đoạn sau: - Sản xuất bột kim loại, hợp kim bột gốm - Trộn bột với chất dính chất phụ gia - Tạo hình sản phẩm: tạo sản phẩm có hình dáng theo u cầu chưa có liên kết bền hạt bột vật liệu - Thiêu kết (gia công nhiệt): tạo liên kết hạt vật liệu độ bền cần thiết cho chi tiết - Gia cơng tinh: tinh chỉnh kích thước, ép lại, nhiệt luyện v.v… Ứng dụng: Vật liệu kim loại bột thường sử dụng lĩnh vực sau: - Dùng làm vật liệu kết cấu: chi tiết bột đồng, bột sắt, đồng thanh, đồng thau v.v… - Tạo hợp kim đặc biệt: ví dụ vật liều từ cứng AlNiCo; từ mềm Fe – Ni; F – Si; Tiếp điểm W-Ag; Vật liệu chịu nhiệt Ta – C; Al – Ni; vật liệu siêu dẫn Nb3Sn - Compozit kim loại: loại hợpkim cứng mà thành phần cacbit kim loại WC, TiC, TaC với chất dính coban kim loại Một họ compozit kim Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 54 Trường Đại học kỹ thuật công nghiêp Thái Nguyên loại mà kimm loại nhôm, sắt v.v… pha tăng cường vật liệu phi kim loại kim loại khác - Vật liệu chịu nhiệt cao: Các cấu tử thường Mo2C, SiC, ZrB2 , Si3N4 - Vật liệu xốp có độ xốp khoảng 25% ví dụ như: ổ trượt tự bôi trơn, lọc, màng lọc xốp (độ xơpx khoảng 35 ÷ 40%), xương nhân tạo v.v… 4.2 Các phương pháp sản xuất kịm loại bột a Phương pháp học - Nghiền: áp dụng cho vật liệu dòn phoi kim loại, loại o xýt, bít … Thiết bị nghiền máy nghiền bi - Tạo bột từ kim loại lỏng: + Cho kim loại lỏng rơi lên đĩa quay ly tâm bụi kim loại văng vào nước tạo thành bột + Phun nước khí (khí trơ) có áp lực cao vào dòng kim loại xé vụn kim loại tạo thành bột + Phương pháp “ hiệu ứng hút” b Phương pháp hóa lý - Hồn ngun o xýt: dùng loại khí than để hồn ngun o xýt kim loại sau nghiền, tạo bột kim loại - Hoàn nguyên loại muối kim loại - Điện phân: Quá trình ngược với mạ, tạo lớp mạ xốp bám dính vào âm cực - Nhiệt phân hay gọi phương pháp bonyl: phun khí CO có áp suất 200 atm vào dây Fe Ni nung đến 150 ÷ 250oC sản phẩm thu đem nung lên bị nhiệt phân tạo thnh bt kim loi cú ng kớnh ữ 50àm - Phương pháp bay hơi: Cho kim loại bay khí trơ chân khơng cho ngưng tụ đĩa quay tẩm silicon tạo bột kim loi siờu mn c ht 0,01 ữ àm 4.3 Tạo hình - Tạo hình trạng thái nguội: + Ép bột (hình 5.1): nén bột kim loại khn có bơi trơn (stearat kẽm), lực ép lớn (máy ép đạt 400 ÷ 600 MPa) + Ép đẳng tĩnh (hình 5.2): Bột kim loại gốm ép khn cao su dẻo, khuôn chịu tác dụng lực ép thủy tĩnh với áp suất khoảng 50 ÷ 300 Mpa chất lỏng thủy lực khí trơ gây Trần Anh Đức – môn: Công nghệ vật liệu – khoa Cơ Khí 55 ... trên, việc gia cơng chúng cơng nghệ truyền thống gặp nhiều khó khăn, không gia công gia công không đạt yêu cầu, loạt phương pháp gia công nghiên cứu sử dụng rộng rãi như: gia cơng siêu âm, gia cơng... cứng cao độ cứng vật liệu gia công - Khả gia công không phụ thuộc vào tính chất lý vật liệu gia cơng mà chủ yếu phụ thuộc vào thơng số hóa, nhiệt, điện vật liệu gia công - Đạt độ xác kích thước... mặt gia công Sơ đồ nguyên lý: Nguyên lý gia công tia lửa điện Một số sơ đồ gia công Đặc điểm gia công tia lửa điện - Điện cực (đóng vai trị dụng cụ) có độ cứng thấp nhiều so với độ cứng vật gia