Môn thực tập kỹ thuật cơ khí bài tập tuần 2

Định nghĩa Phay là một phương pháp gia công cơ khí được Sử dụng rộng rãi để tạo ra các bẻ mặt phăng, bè mặt cong, rãnh, và các chỉ tiết khác trên các vật liệu như kim loại, nhựa, gỗ va

ĐẠI HỌC QUOC GIA THANH PHO HO CHi MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

Gere tyeand

MÔN THỰC TẬP KỸ THUẬT CƠ KHÍ

BÀI TẬP TUẦN 2:

LỚP L02 - HK232

NGÀY NỘP 04/08/2024

Giảng viên hướng dẫn: Thầy Trương Quốc Thanh Sinh viên thực hiện Mã sé sinh viên Điểm số

Lê Nguyễn Hoàng Hải 2113295

Nguyễn Phan Thanh Hào 2111127

Nguyễn Phan Minh Hoàng 2113409

CAU HOI

Câu 1: Tìm hiểu về phương pháp gia công truyền thống: PHAY

Câu 2: Tìm hiểu về phương pháp gia công tiên tiến: IN 3D KIM LOẠI

MỤC LỤC

/Ứ:‹uiadầiaiaiitiíiíiiai :.4 :: 3

2 Nguyên lý hoạt động - - - - SH HH Họ Hành 3

3 Các bước thực hiện - HH HH HH Hành BE 3

4 PHAM lO sceescssecscssecccsssccesssececsuscesssscessssecesssecesseseessuseesseesessesessucsesseceesseeeee 3

5 _ Khả năng công nGhệ LH HH nh BE 4

6 Các loại máy gia công phổ biến . ¿2552225222 ++z+e£+eczrreesrrzrerrs 5

7 _ Độ chính xác và năn suất trong gia công phay . - - 5

8 Ưu và nhược điểm của phương pháp phay - 5: 5555 +<<+<+=c+s>s 5

9 Ứng dụng trong đời Sốn - + - 5+ S2 Sx xxx xxx rec 5

10 Đánh giá tinh hình công nghệ phay tại Việt Nam cà 6

PHƯƠNG PHÁP TIÊN TIỀN: IN 3D kim loại 7

1 Giới thiệu công nghệ IN 3D kim loại SH nhe 7

2 Nguyên lý hoạt động của máy IN 3D kim loại -<<<<< <<: 8

3 Đặc điểm của công nghệ IN 3D kim loại . 5 +5 555252 sss++s+eszsc+ezsc+z 9

4 Xử lý sau khi IN 3D kim lOại - - s5 2S 223 1133111 rưy 12

5 Nhận xét công nghệ IN 3D kim loại Ăn krkg 14

6 Đánh giá tình hình công nghệ IN 3D tại Việt Nam (có cần thiết hay không, rào

cản lớn nhất là gì và cơ hội hoặc nhu cần phát triển sau này, triển vọng sau này)

PHƯƠNG PHÁP TRUYÈN THÓNG: PHAY

1 Định nghĩa

Phay là một phương pháp gia công cơ khí được Sử dụng rộng rãi để tạo ra các bẻ mặt phăng, bè mặt cong, rãnh, và các chỉ tiết khác trên các vật liệu như kim loại, nhựa, gỗ

va composite Quá trình phay thường sử dụng một dụng cụ cắt gọi là dao phay, có thể có nhiều loại dao phay khác nhau tùy thuộc vào yêu cau cy thé cua san phẩm cân gia công

2 Nguyên lý hoạt động

Máy phay hoạt động dựa trên nguyên lý chuyền động xoay tròn của dao phay và mũi phay Khi người dùng muốn tạo hỉnh cho sản phẩm, bạn có thê di chuyển tịnh tiến mũi phay, đến vật liệu cân tạo hình Tại vị trí này, lưỡi cắt sẽ tiếp xúc với gỗ và thực hiện thao tác cắt gọt vật cần phay

Sự chuyền động tịnh tiền này tiền hành qua 3 phương hướng cơ bản: phương ngang, phương dọc và phương thăng đứng Quá trình phay được thế hiện qua các chuyên động tạo hình, phương pháp gia công và hình dáng dao cắt, góc đặt dao và chỉ tiết

3 Các bước thực hiện

a) Chuan bi vat liệu: Vật liệu được chuẩn bị sẵn sàng cho quá trình phay Điều này

có thẻ bao gồm có định vật liệu lên bàn máy phay hoặc lắp vào các thiết bị giữ vật liệu đặc biệt nếu sử dụng máy phay ONG

b) Lựa chọn dụng cụ cắt (dao phay): Dụng cụ cắt, hoặc dao phay, được lựa chọn phù

hợp với loại vật liệu và hình dạng chỉ tiết cần gia công Cac dao phay có thê được chọn đề tạo ra các bẻ mặt phăng, bề mặt cong, rãnh, hay các chỉ tiết phức tạp khác

c) Thiết lập máy phay: Nếu sử dụng máy phay cơ bản, người thợ cơ khí sẽ điều chỉnh

tốc độ quay của dao phay, độ sâu cat, va vi tri bắt đầu của quá trình phay Trong trường

hợp cua may phay CNC, cac thong số này thường được lập trình vào máy tính điều khiên

trước

d) Thực hiện quá trình phay: Vật liệu được di chuyền qua dao phay hoặc dao phay được di chuyên qua vật liệu (tùy thuộc vào loại máy phay được sử dụng) Quá trình cắt

được thực hiện đề loại bỏ vật liệu không mong muốn và tạo ra hình dạng cuối cùng của chi

tiết

e) Kiểm tra và hoàn thiện: Sau khi quá trình phay hoàn thành, chỉ tiết được kiêm tra

dé dam bảo đạt được kích thước và chất lượng mong muốn Các bước hoàn thiện như mài hoặc mạ có thẻ được thực hiện néu cần

— Quá trình phay cung cấp sự linh hoạt và độ chính xác cao trong việc sản xuất các chỉ tiệt cơ khí, và nó thường được Sử dụng trong các ngành công nghiệp như chê tạo may, 6

tô, hàng không, và nhiều lĩnh vực khác

4 Phân loại

e Phương pháp phay thuận

Là phương pháp cắt gọt phôi kim loại mà chuyển động tịnh tiến của dao phay và chỉ tiết là cùng chiều nhau Phương pháp phay thuận thường được ú ứng dụng dé phay tinh bởi chúng giúp cải thiện được độ nhám của bề mặt sản phẩm đồng thời đem lại năng suất cao khi phay với lượng dư nhỏ Đặc điểm của phay thuận:

e Dao cắt được kéo dài tuôi thọ và độ bên lên tới 50%, từ đó giảm thiểu chỉ phí thay

đao

e Chiêu sâu cắt dao giảm dân nên có thê cải thiện được độ nhám đồng thời cũng

không xảy ra hiện tượng trượt

e Khi tiến hành phay, lực cắt luôn đè lên phôi nên giúp cho gia công đồ gá đễ dàng

và chi phí cũng rẻ hơn

e Phuong phap phay thuận kim loại khó có thé ap

dụng được đối với những chí tiết kim loại có lớp vỏ cứng

như thép cán nóng

s Phay thuận sẽ đem lại hiệu quả gia công tốt khi

máy phay có độ khử dơ tôt đông thời chêm bàn máy

cũng được siết chặt

e Dao dễ bị mẻ, tuôi thọ máy phay thấp do va đập

mạnh khí cắt, cắt từ chiều dày đến mỏng

e Phuong pháp phay thuận thường được ứng dụng

đê phay tính bởi chúng giúp cải thiện được độ nhám của

bê mặt sản phâm dong thoi dem lai nang suat cao khi

phay với lượng dư nhỏ

e Phương pháp phay nghịch

PHAY THUẬN

Đối với phay nghịch thì khi hoạt động dao phay và chỉ tiết sẽ chuyển động người chiều nhau Phay nghịch có đặc điểm là:

e Máy phay kim loại nghịch chạy êm hơn do ít va đập hon

e Dao ít bị mẻ hơn phay thuận bởi tiến hành cắt từ mỏng đến dày

e Gia công thô đạt năng suất cao

e Ứng dụng phô biến trên các dòng máy phay cũ do

khử được độ dơ của máy

e Xuất hiện hiện tượng trượt khi lượng chạy dao nhỏ

e Khi cắt thì lực cắt luôn có xu hướng là kéo phôi

kim loại lên nên lực kẹp lớn

e Phôi kim loại có thể bị kẹp gây trở ngại cho việc

cat gọt

e Phay nghịch kim loại thường được ứng dụng trong

phay thô là chủ y

5 Khả năng công nghệ

e Phay mặt phẳng

e Phay mặt trụ

e Phay rãnh, phay rãnh then

e Phay ren

PHAY NGHỊCH

e Phay trục then hoa

e Phay các mặt định hình

6 Các loại máy gia công phổ biến

se Máy phay đứng

e Máy phay ngang

e Máy phay vạn năng (có thể xoay trục chính)

e Máy phay tô hợp nhiều trục chính

e May phay CNC

e May phay givong

7 Độ chính xác và năn suất trong gia công phay

Độ chính xác trong gia công phay, chất lượng bể mat chi tiết và năng suất sản xuất khi áp dụng công nghệ gia công phay sẽ phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tổ sau:

® Vật liệu phôi

e Vật liệu và chât lượng của dao phay

e Trạng thái bê mặt gia công

e Độ cứng vững của hệ thông máy phay

e Tay nghề, kinh nghiệm của thợ máy, kỹ thuật viên gia công

8 Ưu và nhược điểm của phương pháp phay

a) Ưu điểm

_ ®Dao phay có nhiều lưỡi cắt nên lâu mòn, lượng chạy dao lớn cho năng suât gia công

cắt gọt cao

e Với công nghệ cao - trong tổng khối lượng gia công cắt gọt, phay chiếm khoảng 20%

se An toàn cho thợ vận hành vì phoi đứt đoạn

se Độ chính xác gia công tương đối cao

b) Nhược điềm

e Trong quá trình vận hành máy, lưỡi cắt hay va đập vào bè mặt gia công nên gây ra

rung động, làm ảnh hưởng đên chất lượng bê mặt cũng như độ chính xác của chỉ tiết

9 Ứng dụng trong đời sống

Phương pháp gia công phay không chỉ được Sử dụng trong ngành công nghiệp cơ khí

mà còn có nhiều ứng dụng trong đời sống hàng ngày của chúng ta Dưới đây là một số ví

dụ về cách phương pháp phay được áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau:

Gia công cơ khí gia đình: Phay được Sử dụng trong các dự án DIY (tự làm) hoặc

trong việc sửa chữa các thiết bị cơ khí trong gia đình Điều này có thẻ bao gồm làm các

mảnh kim loại như ô khóa, bản lề cửa, hoặc các chỉ tiết khác cho các dự án nghệ thuật hoặc gia công

San Xuất mô hình và đô chơi: Trong việc tạo ra các mô hình và đồ chơi, phương pháp phay có thê được sử dụng đê tạo ra các chỉ tiết nhỏ, chính xác và có hình dạng phức tap

Điều này có thê bao gồm việc tạo ra các chỉ tiết của máy bay mô hình, tàu hỏa, hoặc các

bộ phận cho robot và đồ chơi điều khiên từ xa

Chế tạo đô trang sức: Trong ngành chế tác đồ trang sức, phương pháp phay có thể duoc su dụng để tạo ra các chỉ tiết chính xác và độc đáo từ kim loại quý như vàng, bạc, hoặc đá quý Các đao phay nhỏ có thê được sử dụng đề tạo ra các chỉ tiết nhỏ và phức tạp

cho các mẫu trang sức

Gia công nhựa và composite: Ngoài kim loại và gỗ phương pháp phay cũng được Sử dung dé gia công các vật liệu nhu nhya va composite Điều này có thé bao gồm việc tạo ra

các chỉ tiết cho ngành sản xuất ô tô, hàng không, và nhiều ứng dụng khác trong việc chế tao san pham tir nhya va composite

10 Đánh gia tinh hinh céng nghé phay tai Viet Nam

Các loại máy phay chính như CNC, máy phay đa năng góp phản phát triển lớn cho

ngành chế tạo khuôn tại Việt Nam Ngành ché tạo khuôn mẫu là lĩnh vực hot trong lĩnh Vực gia công cơ khí hiện nay Công việc này đòi hỏi đội ngũ kỹ sư ngoài kỹ năng thiết kế khuôn còn càn trang bị kinh nghiệm thực tế gia công trên máy phay, kinh nghiệm khắc

phục sự có lỗi khuôn

Theo các chuyên gia kinh té, ngành chế tạo khuôn mẫu nước ta đã có những chuyền biến tích cực, nhưng vẫn còn nhiều hạn ché ảnh hưởng đén tốc độ phát triển Trong đó, hạn chế vẻ năng lực công nghệ, thiếu hụt nguồn nhân lực chất lượng cao là một trong những

khó khăn mà các doanh nghiệp cơ khí khuôn mẫu đang gặp phải hiện nay

PHƯƠNG PHÁP TIÊN TIẾN: IN 3D KIM LOẠI

1 Giới thiệu công nghệ IN 3D kim loại

Công nghệ in 3D đã ra đời từ khá lâu, nhưng chủ yếu chúng được sử dụng trên vật liệu nhựa nhăm tạo ra những sản phâm dưới dạng mô hình Tuy nhiên, nhược điêm của phương pháp in nay đó là sản phâm có sức bên và sức chịu nhiệt kém

Sau đó, công nghệ in 3D kim loại ra đời Và đúng với tên gọi của mình, công nghệ này tạo ra các sản phâm băng kim loại và khắc phục những nhược điểm của công nghệ ín 3D truyền thống trước đó, tạo nên những sản phẩm có độ bên cao Bên cạnh đó, chúng còn giúp đây nhanh quá trình sản xuất, từ đó tiết kiệm được thời gian lẫn chỉ phí cho doanh nghiệp

In 3D kim loại hoạt động bằng cách nung chảy các hạt kim loại bằng cách sử đụng nhiệt độ cao phát ra từ tia laser hoặc chủm tia điện tử Quá trình tạo ra các vật thê kim loại bằng cách thiêu kết, nâu chảy hoặc hàn các lớp kim loại hoặc bột kim loại cho đến khi một

bộ phận được hoàn thiện

Mot dang in 3D kim loại khác sử dụng chat két dinh hoac polyme để liên kết các hạt kim loại lại với nhau và tạo thành một phân màu xanh lá cây Sau đó, những bộ phận đó trải qua quá trình gỡ rỗi để loại bỏ chất kết dính dư thừa và sau đó chuyền sang quy trình thiêu kết đề kết hợp các hạt kim loại đó thành phần kim loại cuối cùng

Các vật liệu như thép không gỉ, nhôm và titan thường được lựa chọn trong ¡n 3D kim loại để chế tạo cả mô hình nguyên mẫu và các mặt hàng chức năng sử dụng cuối

'Hiweaceecak\ joI| Ill [pewewaenaqawey

Hiện nay công nghệ In 3D kim loại có 2 dạng chính là DMLS và SLM Về căn bản, các phương pháp này khá giông nhau, cụ thê:

« Nhằm giảm thiêu quá trình oxy hóa của bột kim loại, buồng xây dựng được đô đầy khí trơ

« Bột kim loại sẽ được làm nóng đến nhiệt độ tối ưu

e Đề lớp bột kim loại mỏng ra ngoài tấm nền và sử dụng tia laser hoạt động với công suất cao dé thực hiện công đoạn cắt

« Đề sản phẩm ẻ ở nhiệt độ phòng và hạn chế lượng bột kim loại dư thừa

« Cuối cùng là tách thành phẩm ra khỏi tắm nền thông qua việc cắt, kết với gia công

và đưa vào sử dụng

Sự khác biệt giữa SLM và DMLS năm ở các nguyên tắc cơ bản của quá trình liên kết hạt (và cả bằng sáng chế): SLM sử dụng bột kim loại có nhiệt độ nóng chảy duy nhất và làm tan chảy hoàn toàn các hạt, trong khi ở DMLS, bột được tạo thành từ các vật liệu có điểm nóng chảy thay đôi hợp nhất ở cấp độ phân tử ở nhiệt độ cao

Về cơ bản, SLM sản xuất các bộ phan từ một kim loại duy nhất, trong khi DMLS sản

xuất các bộ phận từ hợp kim kim loại

2 Nguyên lý hoạt động của máy IN 3D kim loại

Quá trình chế tạo cơ bản tương tự cho cả SLM và DMLS Đây là cách nó hoạt động:

Buông ïn trước tiên được đồ đầy khí trơ (ví dụ như argon) để giảm thiêu quá trình oxy hóa bột kim loại, sau đó nó được nung nóng đến nhiệt độ in tối ưu

Một lớp bột kim loại mỏng được trải trên nèn in và tia laser công suất cao sẽ quét mặt cắt ngang của bộ phận, làm tan chảy (hoặc nung chảy) các hạt kim loại lại với nhau và tạo

ra lớp tiếp theo Toàn bộ khu vực của mô hình được quét, do đó bộ phận được chế tạo hoàn toàn chắc chắn

Khi quá trình quét hoàn tắt, nén tảng xây dựng sẽ di chuyên xuống dưới một lớp có

độ dày và bộ thu hoi Sẽ trải một lớp bột kim loại mỏng khác Quá trình được lặp lại cho đên khi toàn bộ phân được hoàn thành

Khi quá trình xây dựng kết thúc, các bộ phận được bọc hoàn toàn trong bột kim loại

Không giông như quy trình tông hợp giường bột polymer (chang hạn như SLS hoặc MJF), các bộ phận được gắn vào bệ xây dựng thông qua các cáu trúc hỗ trợ Hỗ trợ in 3D kim loại được xây dựng bang cach su dung cùng một vật liệu với bộ phận và luôn được yêu cau

dé giam thiéu hién twong cong vénh va bién dang co thé xay ra do nhiét độ xử lý cao Khi thùng nguội đén nhiệt độ phòng, bột thừa sẽ được loại bỏ băng tay và các bộ phận thường được Xử lý nhiệt trong khi vẫn được gắn vào bệ ¡n để giảm bớt mọi ứng suát dư Sau đó, các bộ phận được tách ra khỏi tắm gia công thông qua quá trình cắt, gia công hoặc cat day EDM và san sang dé str dụng hoặc xử lý hậu kỳ tiếp theo

Laser Scan System with Heaters

† Ỹ Ầ Recoater

a A

Build Platform

4 Overflow bin

3 Đặc điểm của công nghệ IN 3D kim loại

Théng sé may in SLM & DMLS

Trong SLM va DMLS hau hét tat cả các tham số quy trình đều do nhà sản xuất máy đặt ra Chiêu cao lớp được sử dụng trong 1n 3D kim loại thay đôi từ 20 đên 50 micro và phụ thuộc vào đặc tính của bột kim loại (khả năng chảy, phân bô kích thước hạt, hình dang, V.V.)

Kích thước xây dựng điển hình của hệ thống in 3D kim loại là 250 x 150 x 150 mm, nhưng cũng có săn các máy lớn hơn (lên tới 500 x 280 x 360 mm) Độ chính xác về kích thước mà máy 1n 3D kim loại có thê đạt được là khoảng + 0, mm

May in kim loại có thể được sử dung dé san xuat hang loat nho, nhung kha nang cua

hé thong in 3D kim loai giong voi kha nang san xuat hang loat cua may FDM hoac SLA hơn là cua may in SLS Chung bị han chê bởi vùng 1n có săn (hướng XY), vì các bộ phận phải được găn vào nên tảng xây dựng

Bột kim loại trong SLM và DMLS có khả năng tái chế cao Thông thường, ít hơn 5%

bị lãng phí Sau mỗi lân in, bột không sử dụng được thu thập, sàng lọc va sau đó bo sung vật liệu mới đên mức cân thiệt cho lân 1n tiếp theo

Lãng phí trong in kim loại xuất hiện dưới dạng các cầu trúc hỗ trợ, rất quan trọng dé hoàn thành thành công một công trình nhưng có thể làm tăng đáng kể lượng vật liệu cần thiết (và chi phi)