6. Bố cục của luận án
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Hiện nay, ở Việt Nam phương pháp gia công bằng laser là một hướng đi mới, đã được ứng dụng trong y tế, giáo dục, quân sự, đo lường, khắc khuôn mẫu, cắt khắc mỹ thuật trên vật liệu kim loại, phi kim. Đã có một số công trình nghiên cứu phương pháp gia công bằng laser trên vật liệu thép thường và thép không gỉ SUS 304. Đỗ Văn Vũ, Bùi Tiến Đạt [59] đã nghiên cứu ảnh hưởng của công suất cắt, vận tốc cắt, áp suất khí thổi, khoảng cách đầu cắt, đường kính đầu cắt tới chiều rộng rãnh cắt và vùng ảnh hưởng nhiệt trên vật liệu théo CT3 và thép không gỉ SUS-304. Nghiên cứu cũng đã xây dựng mô hình toán học thực nghiệm đánh giá ảnh hưởng của vận tốc cắt, áp suất khí thổi, đường kính đầu cắt với công suất 1000 W được giữ cố định. Kết luận chỉ ra rằng công suất cắt tăng, áp suất khí thổi tăng, đường kính đầu cắt tăng làm cho độ rộng rãnh cắt cũng tăng và ngược lại vận tốc cắt tăng, khoảng cách đầu cắt tăng làm độ rộng rãnh cắt giảm (hình 1.14 hình 1.18).
Hình 1.14Ảnh hưởng của công suất cắt đến chiều rộng vết cắt [59]
Hình 1.15Mối quan hệ giữa áp suất khí thổi và độ rộng vết cắt [59]
Hình 1.16
a. Mối quan hệ giữa vận tốc cắt và độ rộng mạch cắt khi cắt thép INOX SUS – 304 b. Mối quan hệ giữa vận tốc cắt và độ rộng mạch cắt khi cắt thép CT3 [59]
22
Hình 1.17 Mối quan hệ giữa độ rộng mạch cắt và đường kính đầu cắt [59]
Hình 1.18 Mối quan hệ giữa độ rộng mạch cắt và khoảng cách đầu cắt [59]
Đề tài luận văn thạc sĩ của tác giả Nguyễn Hữu Quang [60] “Nghiên cứu triển khai ứng dụng máy laser CO2 – SM1000 MC của Viện máy và Dụng cụ Công nghiệp vào việc gia công kim loại”, nghiên cứu này sử dụng laser CO2 công suất 1000 W cắt các tấm vật liệu thép C45, thép không gỉ SUS304 nhằm đánh giá ảnh hưởng của các thông số như công suất laser, vận tốc cắt, lưu lượng khí, ... đến chất lượng và chiều rộng rãnh cắt.
Đề tài luận văn thạc sĩ của tác giả Ngô Đức Định [61] “ Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến năng suất và chất lượng khi cắt bằng tia laser”, nghiên cứu này sử dụng laser CO2 công suất 3000 W trên máy cắt laser TruLaser 3030-CNC cắt vật liệu tấm thép CT3 và thép không gỉ SUS 304 với chiều dày phôi 1 mm; 1,2 mm; 2 mm; 3mm và 6 mm. Bằng phương pháp thực nghiệm đề tài đã đánh giá ảnh hưởng đơn của một số thông số công nghệ: công suất cắt, vận tốc cắt, áp suất khí thổi, khoảng cách đầu cắt, đường kính đầu cắt đến chiều rộng rãnh cắt. Kết quả đã đưa ra như sau:
- Đối với vật liệu có chiều dày t cố định, độ rộng mạch cắt w có thể giữ được cố định khi tăng P thì v cũng phải tăng theo tương ứng và ngược lại;
- Tại một công suất cắt cho trước, để đảm bảo chất lượng gia công thì tăng vận tốc cắt khi chiều dày giảm và ngược lại;
- Trong gia công một loại vật liệu có cùng chiều dày để được chất lượng mạch cắt tốt nhất thì công suất và vận tốc cắt phải cùng biến đổi sao cho hằng số vật liệu không thay đổi.
- Vận tốc cắt tác động tỷ lệ nghịch với độ rộng mạch cắt;
- Quan hệ giữa áp suất khí thổi và độ rộng mạch cắt là mối quan hệ có điểm cực trị.
23
Ngoài ra còn một số nghiên cứu khác cũng đã tiến hành đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến thời gian và độ sâu khắc trên gỗ [62], đến năng suất và chất lượng cắt trên vải [63].
Kết luận chương 1
1) Gia công vật liệu kim loại có độ cứng cao thường gặp nhiều khó khăn và chi phí cao khi sử dụng phương pháp gia công truyền thống, trong đó giá thành dụng cụ gia công chiếm đến 60 – 90 % giá thành sản phẩm;
2) Phương pháp gia công bằng laser có thể được ứng dụng để cắt các loại vật liệu cứng, có độ bền cao và có hiệu quả cao thay cho phương pháp gia công truyền thống;
3) Vật liệu thép hợp kim SKD 11 theo tiêu chuẩn của Nhật Bản là loại vật liệu được áp dụng rộng rãi trong ngành chế tạo khuôn mẫu trên thế giưới và ở nước ta, có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp gia công khác nhau: phay, cắt dây, tiện kết hợp với gia nhiệt bằng laser, gia công mài,…Tuy nhiên, ứng dụng phương pháp gia công bằng laser cho quá trình cắt một số vật liệu thông thường hiện nay ở Việt Nam đã khá phổ biến, còn đối với thép hợp kim SKD 11 dạng tấm còn là vấn đề mở cần có nghiên cứu chuyên sâu mà đề tài luận án lựa chọn nhằm đưa ra bộ thống số công nghệ hợp lý khi cắt trên thiết bị máy cắt laser 3015 CNC – Raycus công suất 3300 W hiện có tại một doanh nghiệp sản xuất cơ khí ở Việt Nam.
24
CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIA CÔNG HỢP KIM CỨNG BẰNG LASER