BỘ CÔNG THƢƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG Tên đề tài Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm[.]
BỘ CÔNG THƢƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa tự động kiểu ứng dụng cho sở sản xuất vừa nhỏ Việt Nam Mã số đề tài: 20/1.1CK04 Chủ nhiệm đề tài: TS Ao Hùng Linh Đơn vị thực hiện: Khoa Cơng nghệ Cơ khí Tp Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2021 LỜI CÁM ƠN Chúng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trƣờng Đại học Cơng nghiệp Tp.HCM, phịng Quản lý Khoa học Hợp tác Quốc tế, Khoa Cơng nghệ Cơ khí, Xƣởng in lụa “Bé Ba”, tạo điều kiện để chúng tơi thực hồn thành đề tài Xin chân thành cảm ơn hợp tác nghiên cứu Bộ mơn Tự động hóa q trình sản xuất trƣờng Đại học Tổng hợp Kỹ Thuật Matxcơva mang tên N.E Bauman, GS TSKH Gavriuhsin S.S., có đóng góp mặt nội dung khoa học cho đề tài Xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Đức Nam trƣờng Đại học Công nghiệp Tp.HCM, TS Nguyễn Hữu Thọ trƣờng Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM, TS Đào Thanh Phong trƣờng Đại học Tôn Đức Thắng, TS Nguyễn Khoa Triều trƣờng Đại học Công nghiệp Tp.HCM, TS Trần Ngọc Đăng Khoa trƣờng Đại học Công nghiệp Tp.HCM, đồng nghiệp khác nhƣ ThS Nguyễn Trƣờng Giang, ThS Châu Ngọc Lê, ThS Lâm Thanh Danh, ThS Bùi Anh Phi, ThS Phạm Thanh Tuấn góp ý cho chúng tơi mặt chun mơn, thiếu sót để chúng tơi hoàn thành đƣợc đề tài tiến độ Cuối cùng, chúng tơi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên, chia sẻ hỗ trợ chúng tơi Thực hiện: TS Đặng Hồng Minh TS Ao Hùng Linh PHẦN I THÔNG TIN CHUNG I Thông tin tổng quát 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa tự động kiểu ứng dụng cho sở sản xuất vừa nhỏ Việt Nam 1.2 Mã số: 20/1.1CK04 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài Họ tên (học hàm, học vị) TS Ao Hùng Linh TS Đặng Hoàng Minh IUH Thƣ ký khoa học ThS.GVC Nguyễn Thị Thuý Nga IUH Thƣ ký TS Phùng Văn Bình Học viện KTQS Thành viên TS Nguyễn Việt Đức ĐH Thủy Lợi Thành viên TT Đơn vị công tác Vai trò thực đề tài IUH Chủ nhiệm đề tài IUH ThS Nguyễn Văn Biên Thành viên Nhóm sinh viên IUH làm đồ án/luận văn tốt nghiệp: Lã Xuân Trƣờng – 16037071 Trần Trung Kiên – 16024101 Bùi Song Nin – 16011561 IUH Thành viên Nguyễn Hữu Thông – 16024151 Trần Tấn Đạt – 16042421 Lê Đình Tồn – 16074781 Nguyễn Ngọc Anh – 16067901 1.4 Đơn vị chủ trì: Khoa Cơng nghệ Cơ khí 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 03 năm 2020 đến tháng 03 năm 2021 1.5.2 Gia hạn (nếu có): Không 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 08 năm 2019 đến tháng 12 năm 2020 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): Kích thƣớc máy sau hoàn thành lớn so với dự định thuyết minh ban đầu Do trình làm có đề xuất chun gia, nhóm nghiên cứu bổ sung phận cấp – phơi tự động thùng bao bên ngồi để làm máy hồn thiện tính tính thẩm mỹ 1.7 Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt đề tài: 80 triệu đồng Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Ngày nhu cầu in lụa đời sống đại lớn Ví dụ nhƣ để quảng bá thƣơng hiệu danh tiếng, cơng ty, tập đồn, sở kinh doanh tổ chức cần in hình ảnh logo, hiệu thƣơng mại thông tin liên hệ vật phẩm nhƣ quần áo, bút viết, dây đeo thẻ, cốc nhựa thủy tinh, v.v… Qua khảo sát thực tế số xƣởng in lụa với quy mô vừa nhỏ địa bàn Tp.HCM, nhóm tác giả nhận thấy cơng tác in lụa đƣợc thực cách thủ cơng chủ yếu, q trình in ấn phụ thuộc vào tay nghề ngƣời thợ, loại máy in lụa thƣờng loại máy đơn giản với suất thấp, cƣờng độ công việc nặng nhọc Trên thị trƣờng loại máy in lụa tự động nƣớc ngồi thƣờng có giá thành cao thích hợp với q trình sản xuất cơng nghiệp, sản xuất hàng loạt, in ấn với loại sản phẩm chủ yếu Vì vậy, đề tài tác giả nghiên cứu thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa bán tự động kiểu với suất cao, in đƣợc đa dạng loại sản phẩm dạng trịn xoay Cơng tác hiệu chỉnh đƣợc đơn giản hóa để ngƣời cơng nhân khơng lành nghề dễ dàng điều chỉnh khung in hay gá đặt sản phẩm Ngoài việc chế tạo đơn giản làm giảm giá thành máy để phù hợp với khả tài xƣởng in lụa vừa nhỏ Việt Nam Sản phẩm đầu máy hủy giấy với suất in 850 sp/giờ (Khoảng 15 sp/ph) báo SCOPUS Đề tài có ý nghĩa khoa học ứng dụng lớn cho ngành in lụa nói riêng xã hội nói chung Mục tiêu Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa bán tự động kiểu để ứng dụng cho sở sản xuất vừa nhỏ Việt Nam Phƣơng pháp nghiên cứu - Quá trình thiết kế máy đƣợc thực dựa quy trình PAMMS (Procedure for Automation of Mathematical Modeling and Solution) đƣợc tác giả đề xuất - Các vấn đề kỹ thuật liên quan đến máy in lụa kiểu mới, nhƣ: động lực học máy (phản lực động khớp chân máy, tính cơng suất động cơ, tính tốn ổ lăn gối đỡ, v.v…), v.v… đƣợc nghiên cứu giải phƣơng pháp Phƣơng pháp học cổ điển sức bền vật liệu, Cơ lý thuyết, v.v - Chế tạo mơ hình máy in lụa kiểu mới, dựa tảng môn học nguyên lý chi tiết máy, phƣơng pháp gia cơng, điều khiển máy, v.v… - Việc tính tốn thiết kế máy đƣợc kiểm nghiệm lại công cụ mô động lực học hệ đa vật – phần mềm Recurdyn Tổng kết kết nghiên cứu Đề tài hồn thành 100% khối lƣợng cơng việc nhƣ thuyết minh Cụ thể là: - Một báo SCOPUS Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh - Một mơ hình máy in lụa kiểu - Các vẽ thiết kế - Các mơ hình mơ hoạt động cụm máy - Đào tạo bậc đại học Đánh giá kết đạt đƣợc kết luận Các tác giả thực đề tài nghiên cứu nghiêm túc tiến độ Trên thực tế, công việc đề tài đƣợc thực trƣớc ký hợp đồng năm Nên sau chƣa đầy năm kể từ ký hợp đồng nhóm tác giả hoàn thành đề tài Việc báo cáo nghiệm thu trễ tháng ảnh hƣởng dịch COVID-19 khiến cho nhóm NC khơng thể tiến hành cơng việc trƣờng Bài báo Khoa học Quốc tế SCOPUS đƣợc tạp chí JMERD chấp nhận đăng ngày 12/12/2020 đƣợc xuất tập 44, số vào 01/2021 Mơ hình máy đƣợc thiết kế, chế tạo đầy đủ phần Cơ khí điều khiển Máy đƣợc chạy vận hành thử nghiệm dƣới chứng kiến chuyên gia, GV Khoa Cơ khí (PGS.TS Bùi Trung Thành, TS Đặng Hồng Minh, ThS Châu Ngọc Lê, ThS Bùi Anh Phi) Giám đốc Xƣởng in lụa “Bé Ba” Máy đƣợc đặt Xƣởng Thực hành Nguội Khoa Cơ khí Kết vận hành thực nghiệm máy cho thấy nguyên lý làm việc nhƣ thiết kế ban đầu Máy in đƣợc dạng chai hình trục với kích thƣớc khác nhau, với suất mức đề ra, cụ thể 850 sp/giờ (tƣơng đƣơng 15 sp/ph) Tuy nhiên để hồn thiện mơ hình máy để có vẽ thiết kế hàng loạt cách hoàn chỉnh, đề tài cần đƣợc đầu tƣ thêm kinh phí để tiếp tục nghiên cứu phát triển Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Đề tài “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa tự động kiểu ứng dụng cho sở sản xuất vừa nhỏ Việt Nam” đƣợc triển khai nhằm tìm thiết kế máy in lụa bán tự động kiểu với giá thành phù hợp với khả tài xƣởng in lụa vừa nhỏ Việt Nam mà đáp ứng đƣợc yêu suất kỹ thuật Sau thực đề tài, nhóm tác giả thu đƣợc kết quả, thể mục Các kết có ý nghĩa khoa học thực tiễn giúp chế tạo máy in lụa bán tự động kiểu có chất lƣợng độ cạnh tranh cao Chi tiết nội dung kết đƣợc thể mục dƣới phụ lục III Sản phẩm đề tài, công bố kết đào tạo 3.1 Kết nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3) TT Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học hoặc/và tiêu kinh tế - kỹ thuật Đăng ký Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh Đạt đƣợc Một máy in lụa thử nghiệm kiểu mới: Máy in lụa bán tự động kiểu mới: 1.7 x 0.9 x 1.1 m 850 sp/giờ - Kích thƣớc: - Năng suất: - Số màu in 0.6 x 0.4 x 0.6 m 850 sp/giờ Bản vẽ thiết kế Các vẽ chi tiết vẽ lắp phận máy, vẽ 3D mơ hình máy in lụa bán tự động kiểu Có thể xem đƣợc Các mơ hình thiết kế, mơ máy tính mơ hình mơ động lực phân tích Đã đạt đƣợc học cấu thông số động học máy động lực học cấu máy Một báo SCOPUS Đã đạt đƣợc “Design and development of the silkscreen printer with an innovative automatic mechanism of feeding and Dựa transporting chủ đề mục workpieces” nội dung thuyết Journal of Mechanical minh Engineering Research and Developments (1024-1752), Zibeline International Publishing Sdn Bhd., Vol 44, No 1, pp 304-316 Ghi chú: - Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo…) đƣợc chấp nhận có ghi nhận địa cảm ơn trƣờng ĐH Cơng Nghiệp Tp HCM cấp kính phí thực nghiên cứu theo quy định - Các ấn phẩm (bản photo) đính kèm phần phụ lục minh chứng cuối báo cáo (đối với ấn phẩm sách, giáo trình cần có photo trang bìa, trang trang cuối kèm thơng tin định số hiệu xuất bản) Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh 3.2 Kết đào tạo TT Họ tên Thời gian thực đề tài Tên đề tài Tên chuyên đề NCS Tên luận văn Cao học Đã bảo vệ Nghiên cứu sinh Học viên cao học Sinh viên Đại học Lã Xuân Trƣờng – 16037071 Trần Trung Kiên – 16024101 Bùi Song Nin – 16011561 Nguyễn Hữu Thông – 16024151 12 tháng 10/10/2020 Trần Tấn Đạt – 16042421 Lê Đình Tồn – 16074781 Nguyễn Ngọc Anh – 16067901 Ghi chú: - Kèm photo trang bìa chuyên đề nghiên cứu sinh/ luận văn/ khóa luận bằng/giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ học viên bảo vệ thành công luận án/ luận văn;( thể phần cuối báo cáo khoa học) IV Tình hình sử dụng kinh phí T T Nội dung chi A B Chi phí trực tiếp Th khốn chun mơn Ngun, nhiên vật liệu, Thiết bị, dụng cụ Cơng tác phí Dịch vụ th Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu kỳ In ấn, Văn phịng phẩm Chi phí khác Chi phí gián tiếp Quản lý phí Chi phí điện, nƣớc Tổng số Kinh phí đƣợc duyệt (triệu đồng) Kinh phí thực (triệu đồng) 44.91 44.91 25.09 25.09 10 10 80 80 Ghi V Kiến nghị ( phát triển kết nghiên cứu đề tài) Đây loại máy in lụa bán tự động kiểu mới, đƣợc thiết kế chế tạo thử nghiệm hệ Máy đảm bảo chạy nguyên lý, đạt đƣợc suất đề Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh Tuy nhiên cịn số u cầu kích thƣớc, tính thẩm mỹ, tính tiện lợi cho ngƣời tiêu dùng, cần phải đƣợc chạy thử nghiệm thời gian để lấy ý kiến bên liên quan để từ phát triển hệ cho máy có kích thƣớc nhỏ gọn hơn, tiện ích giá thành rẻ Để làm đƣợc việc này, nhóm nghiên cứu cần hỗ trợ kinh phí từ phía nhà trƣờng, tạo điều kiện thuận lợi máy móc trang thiết bị gia cơng từ phía Khoa Cơ khí cần nguồn nhân lực em sinh viên khá-giỏi tham gia vào đề tài phát triển VI Phụ lục sản phẩm (liệt kê minh chứng sản phẩm nêu Phần III) - Hình ảnh video mơ hình máy thử nghiệm - Minh chứng báo SCOPUS Chủ nhiệm đề tài Tp HCM, ngày 25 tháng 03 năm 2021 (ĐƠN VỊ) Phòng QLKH&HTQT Trƣởng (đơn vị) (Họ tên, chữ ký) Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (báo cáo tổng kết sau nghiệm thu, bao gồm nội dung góp ý hội đồng nghiệm thu) II.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu tính cấp thiết tiến hành nghiên cứu II.1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu Quốc tế Xuất phát từ nhu cầu cấp thiết sống nhƣ in logo, in ly nhựa, ly thủy tinh, in quần áo, v.v… Louis R Wade phát minh chế tạo thành công “máy in lụa” Chiếc máy đƣợc cấp sáng chế năm 1952 đƣợc coi nhƣ máy tảng cho ngành in lụa [1] Là máy cơ, với cấu đơn giản, máy phục vụ cho công ty in lụa nhƣ dự án có liên quan Năm 1962 Edels Kensington chế tạo máy in lụa với cấu dùng băng tải để làm dây chuyền vận chuyển chi tiết in thành qui trình khép kín, có buồng sấy nhiệt để mực khơ nhanh sau in tránh tình trạng mực bị nhịe [2] Cùng khoảng thời gian Louis Giuhert Dubult phát minh máy in lụa với dạng chi tiết in dạng hình [3] Năm 1965 Fiegel luận văn [4] nghiên cứu hình thành phát triển nghành in lụa, sau miêu tả quy trình in lụa hồn tồn đơn giản Ba năm sau (1968), sáng chế năm mình, Peter Zimmer tạo máy in lụa hồn tồn [5] với khung in có dạng hình trụ, cƣa ngoại vi, ổ trục dọc,… Thừa hƣởng thành tựu có, Mary Neman (1973) đơn giản hóa hệ thống in lụa cách nghiêng khung in Nhờ cấu in lụa đơn giản làm cho thao tác in lụa dễ dàng [6] Tuy nhiều cấu máy in lụa đƣợc phát triển nhƣng chúng chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu đa dạng thực tế Điều thơi thúc nhóm tác giả Eric Rouly, Saint-Maur, Jean-Pierre,Douville, Gagny cộng (1985) cho đời cấu máy mới, q trình in đƣợc in chi tiết oval qui trình in tự động dựa vào cấu khí Đồ gá khung lụa chuyển động tịnh tiến qua lại, bàn cào in tịnh tiến lên xuống Sau in xong cấu sẻ thả chai rớt xuống lúc ngƣời thợ đƣa chai khác lên để tiếp tục q trình in [7] Tiếp theo đó, vào năm 1993, Otto R Eppinger đƣa thiết kế gồm phần riêng biệt khung in lụa chuyển động quay quanh trục cố định cụm đầu in tự Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh động [8] Thiết kế gồm nhiều khung in đƣợc cố định đƣợc gắn vào đĩa Khi đĩa quay làm cho khuôn chuyển động tịnh tiến Đây ý tƣởng cần phải cải tiến thêm, với thiết kế nhƣ tác giả muốn lần in xong sản phẩm ta cần quay cho khung chuyển động cho khuôn in đằng sau tới vị trí cần in Cũng khoảng thời gian này, Crozzoli trình bày đầy đủ cấu tạo cấu in lụa với bàn in lụa, sau trình bày đƣợc q trình in ấn cấu in Tác giả sử dụng lị nung đƣợc gắn lên phía bàng in để sấy khô sản phẩm sau in, với tốc độ sấy nhanh để làm cho mực khơ nhanh đáp ứng cho q trình in bàn in thứ hai [9] Những máy in lụa thị trƣờng chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu đa dạng thực tế Từ nhóm tác giả Campioli MiIo, Via Fabio Filzi, Reggio Emilia, Rari Vittorio (2007) cho đời sáng chế có tính cơng nghiệp hóa cao, khả in với tính tự động hóa kết hợp giai đoạn in sấy đèn cực tím đảm bảo nhiệt lƣợng từ giai đoạn sấy không làm khô mực in khung in [10] Với phát triển khoa học công nghệ, lƣợng mặt trời ngày đƣợc ứng dụng sử dụng rộng rãi Từ nguồn lƣợng vô hạn Nakatani, Mitsunori sáng chế “máy in hình pin mặt trời” [11] Công đoạn in đƣợc sử dụng để in hình bao gồm bề mặt ống dẫn chân khơng Các bề mặt đƣợc hình thành với nhiều lỗ hút đối tƣợng đƣợc in đƣợc đặt bề mặt Các ống dẫn chân không giao tiếp với hút lỗ, đƣợc hình thành thể in ấn giai đoạn dƣới bề mặt Giai đoạn in xếp sửa đối tƣợng đƣợc in chân không tiếp xúc với đối tƣợng đƣợc in với bề mặt bao gồm lỗ hút sử dụng đƣờng chân không nối với ống dẫn chân khơng Ở góc độ khác nhóm tác giả A.Kacharen, N.Narwade, U.Mandle, V.Shiraskar, P.Sawant (2016) sử dụng khí nén để làm động lực chuyển động, in đƣợc nhiều màu[12] Nghiên cứu đƣa công thức mối quan hệ lực ma sát, tốc độ in lực xoay Trong khung in tịnh tiến dƣới tác động lực ma sát làm cho vật thể in quay quanh trục Bằng cách đo này, mối quan hệ lực ma sát (Ff) tốc độ in (v) lực voay (Fs) đƣợc ƣớc tính Ứng suất cắt, loại chất lỏng đƣợc mơ tả mối quan hệ Ostwald de Waele: τ = (dv/dy)*n Thực hiện: TS Đặng Hoàng Minh TS Ao Hùng Linh ... khoa học ứng dụng lớn cho ngành in lụa nói riêng xã hội nói chung Mục tiêu Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa bán tự động kiểu để ứng dụng cho sở sản xuất vừa nhỏ Việt Nam Phƣơng... thêm kinh phí để tiếp tục nghiên cứu phát triển Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Đề tài ? ?Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa tự động kiểu ứng dụng cho sở sản xuất vừa nhỏ Việt Nam? ??... Minh TS Ao Hùng Linh PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thử nghiệm máy in lụa tự động kiểu ứng dụng cho sở sản xuất vừa nhỏ Việt Nam 1.2 Mã số: