Metalworking Guidebook Vietnam

Cẩm nang gia công kim loại Việt Nam

G I A CÔNG K I M LOẠ I V I ỆT N A M

Hướng dẫn hữu dụng về công nghệ gia công kim loại mới nhất

P M K N S H

3

3

P M K N S H

3 3

P M K N S H

3 P M K N S H

3

ISCAR VIETNAM REPRESENTATIVE OFFICE Room D2.8, Etown Building, 364 Cong Hoa Str. Tan Binh District, Ho Chi Minh City, Viet Nam Tel +84-8-8123 519/20 Fax +84-8-8123 521 www.iscar.com, iscarvn@hcm.fpt.vn

P M K N S H

3 3

3 3

www.kraas-lachmann.com

Big in Turning

www.walter-tools.com

Dao tiện ren

Loại phủ CVD dùng cho tiện thép

Mũi khoan hợp kim liền khối

Dụng cụ khoan gắn mũi hợp kim

DỤNG CỤ GIÚP SẢN XUẤT NÂNG CAO HIỆU QUẢ

Tuổi thọ cao, không sứt vỡ khi gia công va đập

MMT series dùng để cắt ren chính xác, hiệu quả gia công thép không gỉ và những nguyên vật liệu khó gia công.

Dụng cụ khoan gắn mũi hợp kim, gia công năng suất, chất lượng ổn định.

Lưỡi cắt với hình dáng đặc biệt (rãnh xoắn) thích hợp gia công thép thông thường cho tới các loại thép khó gia công.

http://www.mitsubishicarbide.com

Dao phay gờ, đệm vít

Dao phay mặt đầu loại đệm – vít

Dao phay ngón MSTAR

Dao phay 2 lưỡi CBN đầu cần nhỏ - ngõng dài

Nhiều kích thước, kích cỡ lựa chọn cho thân dao và mảnh cắt

Gia công vách với độ chính xác cao, mảnh cắt với 4 lưỡi cắt tiết kiệm chi phí

29 loại với 1793 kích cỡ khác nhau thích hợp cho nhiều loại gia công.

Lưỡi cắt CBN thích hợp cho công đoạn gia công tinh khuôn mẫu

DAO CHẤT LƯỢNG CAO – NÂNG CAO HIỆU QUẢ SẢN XUẤT

Vietnam (Representative Office) 4th Floor, Siam Terminal Building, 2991 Lardproud Road, Klongjan, Bangkapi, Bangkok 10240. THAILAND Tel: (66-2) 370-3060 Fax: (66-2) 370-3068

141 Co Bac St., District 1, Ho Chi Minh City, Vietnam Hp no: 84-90-961-1395 Email: tamuram@mmc.co.jp

METALWORKING GUIDEBOOK VIETNAM

CONTENTS

Forward

Introduction

• Tổng Hợp

6

8

Chapter 1 Cutting Tools

• Xu hướng mềm

14

• Lưỡi cắt trong gia công tiện

20

• Bước tiến mới trên máy phay đĩa

24

• Bharat Forge Daun: Hiệu quả kết hợp tính năng

28

Chapter 2 Measurement

• Đo lường và kiểm tra

32

• Những quy luật về tính di động

38

• Lựa chọn đầu dò CMM: Sự lựa chọn của nhà vô địch

46

Chapter 3 Machine Tools

• Thử thách trong công nghệ dập khuôn

50

• Sử dụng ánh sáng

56

• Đa dạng hóa: Máy đa trục

62

• Siêu chính xác

70

Chapter 4 CAD/CAM Software

• Công nghệ dập trong tương lai

78

Chapter 5 Lubricants

• Thứ bị lãng quên

84

Product Showcase

92

Listing of Advertiser’ Distributors in Vietnam

94

DMG – innovative technologies

HSC 55 linear

HSC newly defined Linear drives in all axes, 28,000 rpm HSC-spindle with HSK-A63

Innovations HSC 55 linear DMG ERGOline® control with a 19" screen, Heidenhain iTNC 530 and DMG SMARTkey® for the administration of personalised operating modes and user rights New design: 40% more transparency and flush surfaces made from brushed chrome 28,000 rpm. HSC spindle with HSK A63 in the standard version, excellent rigidity during chip removal, longer tool service life, lower maintenance costs and better surfaces 18,000 rpm. or 42,000 rpm.* Thermo-symmetrical gantry design with linear drives in all axes 80 m/min rapid traverse and accelerations greater than 2 g 5-axis configuration with a rotary swivel table in the gantry design* *Optional

Technical data and machine subject to modifications. Our standard terms and conditions apply.

Workpiece shown: Insert for injection-mould tool / Automotive industry

Find the latest information on the HSC 55 linear at:

www.dmgasiapacific.com DMG Vietnam Representative Office Unit #302, Blue Star Building, 93 Linh Lang Str., Ba Dinh District · Hanoi · Vietnam Tel.: +84 4 766 59 24 / 766 59 25, Fax: +84 4 766 59 26 DMG Asia Pacific Pte Ltd.: 6 Kian Teck Way · Singapore 628754, Tel.: +65 66 60 66 88, Fax: +65 66 60 66 99, E-Mail: info@dmgasiapacific.com, Website: www.dmgasiapacific.com

Cẩm nang gia công kim loại Việt Nam Việt Nam, được đánh giá là “con rồng kinh tế” mới nhất trong khu vực Đông Nam Á, Việt Nam, hấp dẫn giới kinh doanh quốc tế với doanh số đạt được trong năm 2007. Đất nước bước vào thời kỳ liên tục phát triển kinh tế với GDP tăng trưởng 8,6% trong năm 2007 và xuất khẩu tăng 21%. Nhiều lĩnh vực công nghiệp tăng sản lượng hàng chục phần trăm. Trong số đó: sản xuất xe hơi (tăng 52,2%), sản xuất xe gắn máy (19,2%), máy công cụ (69,8%), máy điều hòa nhiệt độ (51,9%), máy giặt (21,3%) và quạt điện (18,6%). Đầu tư nước ngoài trực tiếp vào Việt Nam lên đến 20,3 tỉ đôla Mỹ trong năm qua, gần gấp đôi con số đầu tư đầy ấn tượng đạt được trong năm 2006. Cuối tháng 8/2007, Việt Nam cung cấp tổng cộng 150 khu công nghiệp trên 49 tỉnh thành (80% tập trung trong 3 khu vực kinh tế then chốt). Đến năm 2015, Việt Nam sẽ có thêm 113 khu công nghiệp.

Những con số này chỉ phản ánh một phần của thị trường Việt Nam đầy sôi động.

Phân tích công nghiệp dự báo một năm thành công nữa. Trong quý đầu tiên của năm 2008, theo báo cáo của Văn Phòng Thống Kê, sản lượng công nghiệp quốc gia đã đạt đến 10,2 tỉ đôla Mỹ, tăng 16,3% so với cùng kỳ năm ngoái. Khu vực sản xuất tư nhân có tốc độ tăng trưởng cao nhất, tăng 22,4% giá trị sản lượng công nghiệp lên 3,57 tỉ đôla Mỹ. Khu vực vốn đầu tư nước ngoài nằm ở hạng kế tiếp, tăng 17,1% lên 4,3 tỉ đôla Mỹ, tiếp theo sau là khu vực quốc doanh, tăng 6,7% lên 2,3 tỉ đôla Mỹ.

Bộ Công Nghiệp và Thương Mại dự đoán sản lượng công nghiệp năm nay sẽ đạt đến 42,12 tỉ đôla Mỹ.

Sự vững mạnh của thị trường đưa Việt Nam trở thành một điểm đến ngày càng hấp dẫn cho công nghiệp gia công kim loại. Quỹ đạo này tiếp tục đưa Việt Nam hướng đến mục đích trở thành quốc gia công nghiệp hóa trước năm 2020.

WORLD MANUFACTURING

VARIAXIS 500-5X II MILLING MACHINE

SUPER TURBO-X 48 CHAMPION 1.3KW LASER MACHINE

QUICK TURN STAR 200 CNC LATHE

These machines are exhibiting on the upcoming MTA Vietnam 2008, Hanoi

IN T RODUC T ION

Tổng Hợp

Mazak

Trong môi trường cạnh tranh hiện nay, một trong những xu hướng quan trọng hơn trong lúc này là tăng cường sử dụng máy móc đa chức năng. Trích từ MARCUS SYN.

T

rong môi trường cạnh tranh mà phần lớn các công ty sản xuất đang vận hành hiện nay, bất cứ kỹ thuật nào có xu hướng nghiên về nguyên lý sản xuất tiết kiệm (lean manufacturing) sẽ chắc chắn được quan tâm tột bực. Điều này đặc biệt đúng đối với các công ty ở nước phát triển hiện đang vật lộn để tồn tại trước sức cạnh tranh xuất hiện từ những nền kinh tế đang phát triển.

Những nguyên lý sản xuất tiết kiệm nhấn mạnh việc tối ưu hóa tự động, quản lý chuỗi cung cấp hiệu

8

quả, tiến độ sản xuất/giao hàng đúng thời hạn và không ngừng cải tiến chất lượng, nằm trong danh sách ưu tiên hàng đầu của bất cứ công ty nào muốn duy trì hoạt động kinh doanh lâu dài. Một trong những xu hướng quan trọng hơn hiện này có lẽ là việc tăng cường sử dụng máy móc công cụ đa chức năng.

Trong thị trường máy móc công cụ, nhu cầu máy móc đa chức năng đang ngày một tăng lên. Các loại máy móc này kết hợp phay, tiện, khoan và các quy trình khác vào 1 cơ cấu duy nhất, do đó giảm thiểu nhiều

chi phí phát sinh từ việc cài đặt nhiều cơ cấu và giảm bớt sai sót có thể phát sinh từ các thao tác thủ công.

Máy móc đa chức năng quen thuộc nhất là máy tiện NC với những dụng cụ đặt trong mâm tiện, phay tiện và đầu tiện Thụy Sĩ. Máy tiện NC có đầy đủ các chức năng phay hoặc khoan với một trục Y cho phép mâm tiện di chuyển từ cạnh này sang cạnh kia. Máy có thể phay, khoan và gia công ngoài đường tâm trục. Trục A, B xoay quanh trục Y để khoan góc hoặc phay viền.

Máy móc đa năng đươc tự động hóa cao và có thể giảm bớt thời gian gia công, phế liệu cũng như khắc phục vấn đề nan giải thường xuyên do thiếu hụt thợ máy có tay nghề cao. Nhìn chung, phần lớn nhà sản xuất những loại máy móc này đều trông đợi lượng đặt hàng luôn mạnh và thậm chí lượng máy bán ra sẽ càng lúc càng tăng trong những năm tới.

LỢI THẾ CỦA ĐA CHỨC NĂNG Có nhiều lý do hợp lý để giải thích việc máy móc đa chức năng ngày càng trở nên thông dụng, đặc biệt ở những nước có nền công nghiệp phát triển hơn. Một trong những động lực quan trọng là do giá nhân công cao. Trong gia công vật chưa thành phẩm, cài đặt và điều khiển nhiều chi tiết có tác động trực tiếp đến giá nhân công. Vì vậy, các phân xưởng đang ngày càng quan tâm theo đuổi kỹ thuật gia công nhiều chi tiết trên cùng một máy với cùng cơ cấu cài đặt cố định.

Máy đa chức năng cũng tạo ra lợi thế cạnh tranh cho những phân xưởng vừa và nhỏ, cho phép các phân xưởng này gia công nhiều chi tiết phức tạp nhanh hơn và rẻ hơn. Những máy móc này tiết kiệm tiền bằng cách sản xuất vật liệu sơ chế từ một máy trên một cơ cấu duy nhất thay vì sản xuất trên hai hoặc nhiều cơ cấu máy khác nhau.

Từ đó, người sử dụng những hệ thống này cần ít máy móc và người điều hành máy hơn. Máy đa chức năng cho phép các công ty loại bỏ nhiều trang thiết bị cũ kém linh hoạt, phần lớn là máy tiện và máy gia công. Một lượng nhân công đáng kể cũng được giải phóng cho các quy trình sản xuất quan trọng hơn.

Nhân công có thể giảm đến 50% trong nhiều trường hợp. Thêm vào đó, giá điện sản xuất cũng được giảm thiểu. Diện tích đất xưởng cũng được bảo toàn.

Máy móc đa năng cũng giúp công ty kiếm tiền nhờ trúng thầu những công việc mà thiết bị gia công loại thường không thể cạnh tranh lại. Ngoài ra, năng suất sản xuất của máy cũng giúp tăng sản lượng. Khi việc gia công các chi tiết được hoàn tất trên cùng một máy, sản phẩm sẽ được giao đến khách hàng với tiến độ thường xuyên hơn bất chấp số lượng hàng đặt. Mặc dù thời gian hoàn tất quy trình sản xuất trên máy đa năng có thể chậm hơn so với máy thông thường, sản

Mazak

INTRODUCTION

Máy móc đa năng được tự động hóa cao và có thể tăng cường năng suất sản xuất, và khắc phục vấn đề nan giải thường xuyên do thiếu hụt thợ máy có tay nghề cao.

lượng tăng đánh dấu một lợi thế quan trọng trong toàn bộ phương thức sản xuất của một phân xưởng máy.

Với máy móc đa năng, phân xưởng gia công cũng có thể cải tiến mẫu mã và độ chính xác của các chi tiết. Sản phẩm có thể được thiết kế để gia công trên một máy duy nhất. Điều này cho phép kỹ sư tránh việc kích thước không đồng nhất và dung sai làm giảm chất lượng sản phẩm.

Với khả năng gia công nhiều đặc điểm chi tiết trên cùng một mâm kẹp, nhu cầu lắp đặt các cơ cấu cố định phức tạp và đắt tiền được loại bỏ. Những công cụ cắt đa dụng sẵn có và thiết kế dụng cụ tháo lắp linh hoạt cũng giảm thiểu số lượng công cụ cần sử dụng.

BIẾN MẤT Khi phân xưởng máy đang tính toán đến việc sản xuất tiết kiệm hơn, đề tài tự động hóa đương nhiên được nhắc đến. Máy móc đa quy trình thích hợp để đào thải bớt quy trình sản xuất, đặc biệt khi kết hợp với chế độ tải tự động hoặc hệ thống pa-lét. Do đó, quy trình sản xuất không cần người giám sát máy trở thành hiện thực.

Với việc sử dụng máy móc đa chức năng, thời gian không có giá trị gia tăng có thể được giảm bớt đáng kể. Thời gian không có giá trị gia tăng ở đây có nghĩa là thời gian cần thiết để vận hành linh kiện, chờ đợi, tái cố định và thời gian máy bỏ không. Đây là những quy trình thao tác điển hình của trong việc vận hành gia công thông thường, và bằng cách gia công hoàn toàn trên một máy, những thời gian không có giá trị gia tăng trên hầu như được loại bỏ.

Hơn nữa, do nhiều đặc điểm tiện và phay có thể được dò tự động mà không cần phải tháo gỡ

9

INTRODUCTION

Mori Seiki

Với máy móc đa năng, thời gian cần thiết để vận hành chi tiết được giảm thiểu đáng kể.

khỏi máy, thời gian chuyển đổi chi tiết để kiểm tra và thiết lập CMM được loại trừ đáng kể.

Với yêu cầu về thời gian từ khách hàng trở nên khắt khe hơn, phân xưởng gia công phải thường xuyên tìm cách để thu hẹp thời gian. Máy móc đa chức năng có thể giúp phân xưởng cải thiện hiệu quả toàn diện xét về mặt thời gian từ lúc nhận đơn đặt hàng đến lúc giao hàng. Điều này dựa trên giả thuyết rằng thời gian hoàn tất chu trình sản xuất không những chỉ có thời gian gia công mà còn bao gồm toàn bộ quá trình sản xuất, vận chuyển, giao hàng và chuyển khoản từ khách hàng.

Từ tất cả những điều nêu ở trên, phân xưởng gia công có thể được lợi cuối cùng từ việc tăng lợi nhuận sản xuất. Điều này chủ yếu do máy móc đa quy trình cho phép nhà sản xuất đáp ứng nhanh đơn đặt hàng với bất cứ số lượng hàng hoặc tần suất đặt hàng. Do đó, sự linh hoạt giúp phân xưởng nhận những đơn hàng có giá trị cao trong thời gian gấp với số lượng ít. Đây là một lợi thế cạnh tranh quan trọng so với phân xưởng chỉ vận hành trên những máy móc công cụ sử dụng từng cơ cấu máy đơn.

NHỮNG CÔNG CỤ THÍCH HỢP Tuy nhiên, để đạt trọn vẹn lợi nhuận về năng suất từ thiết bị mới đắt tiền, những công cụ cắt phải được tối ưu hóa. Lựa chọn công cụ phải là một phần của quyết định mua máy móc. Chọn lựa tốt nhất đòi hỏi sự góp mặt của nhà cung cấp máy móc công cụ thông thạo trong bước đầu của quá trình mua sắm.

Công cụ thường chiếm khoảng 10% tổng giá trị của máy móc công cụ và chỉ từ 3 đến 4% tổng giá thành gia công thành phẩm. Hiệu suất của công cụ cắt, tuy nhiên, có thể đẩy sản lượng lên khoảng 25% và tác động khoảng 45% giá trị của sản phẩm. Công cụ thích hợp khai thác tất cả khả năng của máy móc đa năng nên được sử dụng để thúc đẩy khả năng cạnh tranh và thu hồi vốn đầu tư nhanh nhất cho công ty.

Nói đến thiết kế công cụ cho máy móc đa năng,

10

chúng ta có thể đề cập đến vấn đề bằng nhiều cách.

Một trong những cách là kết hợp chức năng phay và tiện vào một công cụ duy nhất. Công cụ này có thể được sử dụng cho phay cạnh, phay tiện hoặc phay tròn cũng như tiện bề mặt, chiều dài, mặt cắt và mặt trong. Để kết hợp chức năng tiện và phay trên một công cụ, thiết kế máy cần ngăn không cho đầu tiện tiếp xúc với sản phẩm gia công khi công cụ đang phay. Để tránh điều này xảy ra, đầu phay được đặt ngay trước đầu tiện theo đường trục và đường tâm để đầu tiện không cắt vật gia công khi công cụ đang thực hiện chức năng phay.

Một phương pháp khác để thiết kế công cụ cho máy móc đa năng có thể là việc kết hợp hai đầu tiện đặt ở hai đầu đối diện nhau trên cùng thân máy. Công cụ có thể thực hiện quá trình tiện thô, sau đó xoay 180 độ trong trục tiện để hoàn tất quá trình tiện.

Ngoài ra, người ta có thể sử dụng một môđun mâm tiện mini trong đó kết hợp bốn mô-đun cắt khác nhau cho phép bốn quy trình tiện trên cùng một công cụ. Ví du, phương pháp trên giúp một công cụ có thể tiện thô, tiện hoàn chỉnh, cắt rãnh và tiện ren. Việc kết hợp các mô-đun cắt được chọn lựa bằng người sử dụng và phụ thuộc vào loại chi tiết cũng như yêu cầu về thao tác gia công.

Bảo trì độ chính xác của đường tâm trên công cụ đặc biệt quan trọng đối với máy móc đa năng để bảo đảm công cụ được đặt chính xác khi thực hiện quá trình tiện. Điều này cho thấy sự hữu ích khi có 1 mô-đun, trục/giao diện công cụ chung. Giao diên chung này hữu hiệu đối với máy móc đa năng, do những trục máy này có thể được điều khiển để thực hiện quá trình phay hoặc được khóa lại khi quá trình tiện đang diễn ra.

MỘT MÔ HÌNH MỚI Trong khi đầu tư vào công nghệ sản xuất mới hơn, như là máy móc đa năng, là bước đầu hướng đến thành công trong tương lai, việc mua sắm trang thiết bị đơn thuần chỉ là một phần nhỏ để đảm bảo cho kinh doanh tiếp tục đứng vững, Công ty cần có một lối suy nghĩ hoàn toàn khác để gặt hái lợi nhuận nhiều nhất từ việc sử dụng máy móc đa năng trong môi trường sản xuất tiết kiệm.

Ví dụ, khi định giá một đơn hàng, công ty phải lưu ý rằng chi phí khi sử dụng cơ cấu máy thông thường không cần thiết nữa. Trong bối cảnh phân đoạn sản xuất, chi phí phát sinh không chỉ do các quy trình cần thiết mà còn do lượng thời gian vật gia công được chuyển từ máy này sang máy kia.

Thời gian và nhân công thêm để di chuyển vật và cài đặt nhiều chế độ cần được tính đến. Tuy nhiên, với máy móc đa năng, di chuyển vât gia công và cài đặt nhiều chế độ không còn cần thiết do máy hoàn tất quá trình gia công trên một cơ cấu máy duy nhất

INTRODUCTION

Mori Seiki

Hiệu suất của công cụ cắt có thể đẩy mạnh sản lượng.

Mori Seiki

trong thời gian ngắn với một lượng nhân công tối thiểu.

Vì vậy, đơn đặt hàng có thể được định giá thấp hơn.

Với việc sử dụng máy móc đa năng, công ty nên suy nghĩ lại những loại việc nào nên nhận và đấu thầu những việc mà trước đây có thể công ty không có khả năng thực hiện. Ví dụ, công ty có thể xem xét nhận những công việc đòi hỏi nhiều công đoạn sản xuất tốn thời gian mà trước đây đã phải từ chối. Máy móc đa năng với khả năng giảm bớt một số công đoạn tốn thời gian giúp công ty có thể cung cấp tới khách hàng những bảng giá vừa có tính cạnh tranh, vừa đem lại lợi nhuận cho công ty.

Với việc sử dụng máy đa năng, công ty cũng nên xem xét một cách thức đo lường năng suất sản xuất khác. Thay vì tính toán năng suất và chi phí dựa trên mỗi giờ lao động mà nhân công bỏ ra và sau đó ước lương kết quả dựa trên công việc hoàn thành, tăng trưởng năng suất nên được tính toán dựa trên thời gian hoàn tất quy trình sản xuất. Năng suất nên được đánh giá bằng lượng sản phẩm mỗi máy đa năng gia công trong một ngày cũng như so sánh thời gian thực hiện quy trình gia công trên máy móc đa năng với những máy móc đã được phân xưởng sử dụng trước đây.

Với máy đa năng, công ty cũng không còn cần phải chạy một lượng lớn chi tiết để đạt mức năng suất.

Trái với trường hợp phân đoạn sản xuất khi lượng sản phẩm lớn là cần thiết để bù cho thời gian cài đặt và vận hành lâu, máy móc đa năng thích hợp với lượng công việc nhỏ do trang thiết bị và nhân công ít hơn, và máy móc đa năng chạy sản phẩm nhanh hơn.

Với máy móc đa năng, công ty cũng nên

Với khả năng cắt giảm những công đoạn sản xuất tốn thời gian của kỹ thuật máy móc đa năng, bảng giá vừa có tính cạnh tranh, vừa đem lại lợi nhuận cho công ty được cung cấp tới khách hàng.

xem xét đưa những công việc được khoán ra ngoài trước đây về lại công ty nếu thích hợp. Máy móc đa năng có khả năng giảm chi phí sản xuất đáng kể, từ đó, công ty có thể hy vọng tiết kiệm chí phí nhiều hơn bằng cách lấy lại một số công việc.

Phân xưởng sử dụng máy móc đa năng cũng nên xem xét kỹ hơn loại nguyên vật liệu thô được dùng cho từng loại công việc. Phân xưởng không nên chỉ giới hạn sử dụng nguyên vật liệu dạng vuông hoặc chữ nhật vì lý do sản phẩm gồm nhiều chi tiết phay hoặc nguyên liệu dạng tròn do sản phẩm đòi hỏi nhiều chi tiết tiện. Với máy móc đa năng, nguyên vật liệu dạng chữ nhật và tròn có sẵn có thể thay thế cho nhau với hiệu quả như nhau.

Với sự linh hoạt tạo ra từ máy đa năng trong môi trường sản xuất tiết kiệm, phân xưởng cũng nên có cái nhìn mới đối với khách hàng và những triển vọng tương lai. Với những khả năng mới để vận hành nhiều loại công việc, công ty không những nên mở rộng phạm vi công việc có thể đảm đương mà còn phải mở rộng lĩnh vực kinh doanh mà công ty có thể tìm kiếm khách hàng.

Máy móc đa năng cũng cải thiện độ chính xác của chi tiết. Các chi tiết không cần được xử lý giữa những công đoạn sản xuất giúp loại trừ rủi ro phát sinh nhiều dung sai, giảm lượng nguyên liệu vụn và loại bỏ thao tác cố định sản phẩm trên máy.

Máy móc đa năng cũng tạo điều kiện cho công ty đáp ứng nhu cầu khách hàng một cách hiệu quả trong cả thời điểm tốt và thời điểm xấu. Trong thời điểm tốt, khách hàng muốn sản phẩm được sản xuất nhanh, đồng nghĩa với việc phân xưởng cần rút ngắn thời gian thực hiện quy trình sản xuất. Điều này tất nhiên có thể đạt được với máy móc đa năng. Trong thời điểm sa sút, khách hàng thường đòi hỏi giá cả thấp hơn đối với cùng loại sản phẩm. Bằng cách sử dụng máy móc

11

INTRODUCTION

SỬ DỤNG CAM Lập trình CAM cho máy móc đa năng, không chỉ là thiết lập các cấu hình khác nhau, với nhiều trục và mâm tiện mà còn thực hiện đồng thời nhiều công đoạn cắt, có thể là một công việc khá phức tạp. Điều này đặc biệt đúng khi những loại đường dẫn công cụ không được can thiệp tối thiểu hoặc không được can thiệp bằng tay, cần được đồng bộ hóa một khi chương trình được cài vào máy, để đạt được lợi ích toàn diện của những công đoạn sản xuất này. Tất cả những điều trên, cùng với chức năng chống va chạm được cộng thêm, chỉ được thực hiện khi lập trình CAM tốt.

Kỹ thuật máy đa năng sẽ liên tục được biến đổi và cải tiến. Do đó, điều quan trọng tột bực là các phần mềm được sử dụng để chạy máy đang được cải tiến theo.

Hiện đã và đang có vài phát triển trong kỹ thuật CAM cho máy móc đa năng. Một trong những phát triển này là phần mềm giúp tự động nhận biết đặc điểm (AFR) để thiết lập đường dẫn công cụ nhanh hơn và dễ dàng hơn. Tự động nhận biết đặc điểm là khả năng của phần mềm ứng dụng dung để tiết kiệm thời gian và hạn chế sai số bằng cách đọc mẫu CAD trực tiếp và nhận biết đặc điểm hai chiều như là lỗ khoan, lỗ hổng và tất cả những đặc điểm tiện.

Loại phần mềm này có đặc trưng dựa vào những nguyên tắc, thong qua những quá trình tự động hóa, giúp tự phát thảo một chiến lược tối ưu hóa những công đoạn gia công. Một vài phần mềm AFR có thể nhận diện những đặc trưng và xử lý những cạnh khác nhau của sản phẩm trên một máy.

Vì vậy, trong lúc máy móc đa năng ra đời với lợi thế giảm bớt số lượng cơ cấu máy cần thiết, việc sử dụng phần mềm AFR có thể tối ưu hóa việc thiết lập cơ cấu máy hơn nữa.

Lập trình CAM luôn cải tiến theo thời gian.

Chương trình được thiết lập cho 6 trục máy với nhiều mâm và cấu hình khác nhau, cung cấp đến 22 trục cho gia công. Một số chương trình CAM cũng đi kèm với những đặc tính cho phép người sử dụng phối hợp và đồng bộ hóa các thao tác gia công đồng loạt.

Phần mềm tái tạo mô hình máy móc đa quy trình trong sản xuất cũng có mặt trên thị trường.

Sử dụng những mẫu vật rắn của máy, vật phẩm sơ chế và công cụ cắt, phần mềm này cho phép chạy chương trình ảo để phát hiện những khả năng va chạm hoặc khoảng hở có thể phát sinh. Khả năng thiết lập những chương trình hiệu quả và sử dụng chúng một cách tự tin đang thậm chí trở nên quan trọng hơn

12

Delcam

đa năng để sắp xếp quá trình sản xuất một cách hợp lý và cắt giảm chi phí, công ty có nhiều cơ hội đáp ứng nhu cầu khách hàng trong thời khắc ảm đạm.

Lập trình CAM cho máy móc đa năng có thể là một công việc khá phức tạp.

khi phần lớn máy móc đa năng đang được áp dụng vào những công đoạn sản xuất ngắn hơn hiện nay.

Một xu hướng đang lên hiện nay là thiết lập liên minh giữa nhà chế tạo máy móc công cụ và nhà phát triển phần mềm CAM. Điều này thúc đẩy sự phát triển của ngành. Với hiểu biết chung và việc chia sẻ kỹ thuật và ý tưởng, lập trình máy đa năng sẽ trở nên ít nan giải hơn.

Với những biến đổi kỹ thuật nhanh chóng về phần mềm, cho phép nhiều cải tiến trong lập trình, công ty có thể tối ưu hóa lợi ích toàn diện của đa năng, mở rộng khả năng và tận dụng kỹ thuật hiệu quả hơn.

NHỮNG XU HƯỚNG ĐANG TIẾP DIỄN Khái niệm hoàn tất mọi công việc trên một cơ cấu duy nhất là mục tiêu phấn đấu của mỗi công ty để đạt lợi nhuận cao nhất hiện nay. Đặc biệt, khi các sản phẩm phức tạp có thể được gia công từ những thanh nguyên vật liệu hoặc từ vật liệu rắn, thời gian và phí tổn liên quan đến thiết kế và sản xuất khuôn và rèn thường được loại bỏ.

Nhà sản xuất đã sớm nhận ra và nghiên cứu tiềm năng của máy móc đa năng trong việc duy trì hạn dung sai giữa những đặc điểm chi tiết bằng cách loại bỏ việc lắp đặt nhiều cơ cấu máy và thời gian cũng như độ chính xác bị mất đi khi chuyển từ công đoạn này sang công đoạn kia. Sự thông dụng của máy móc đa năng sẽ tiếp tục lớn mạnh trong thời gian tới. Để đáp ứng nhu cầu khách hàng, nhà sản xuất máy cũng đang phấn đấu cải tiến sản phẩm. Xu hướng trong thiết kế máy móc đa năng bao gồm việc dồn nhiều máy vào không gian giới hạn và hẹp với nhiều khe trượt, tăng mã lực, cả mã lực của trục phụ tương xứng, thêm vào nhiều công cụ cắt cùng lúc và phát triển phần mềm tinh vi và bộ phận điều khiển chống va chạm, phân tích lịch trình và sản xuất.

MÁY ĐỘT CNC ĐA NĂNG MANG HIỆU QUẢ ĐẾN CHO BẠN

TRUMPF PTE LTD, 25 International Business Park, #02-28/29 German Centre, 609916 Singapore Phone: +65 6571 8000, Fax: +65 6571 8001, E-Mail: marketing@sg.trumpf.com, Website: http://www.sg.trumpf.com

CUTTING TOOLS

CHAP TER 1

Xu hướng mềm

Bystronic

Các kim loại mềm có khả năng biến dạng dẻo tương đối lớn và độ cứng tương đối thấp. Các kim loại như đồng, nhôm và một số hợp kim khác như đồng thau có thể xem là mềm hơn so với các kim loại khác như sắt và thép. Một vài cân nhắc cần được lưu ý đến khi gia công những kim loại mềm này. AUGUSTINE QUEK trình bày.

B

ởi vì những kim loại này không cứng và rắn, các dao cắt cơ khí dễ dàng cắt. Tuy nhiên, phế phẩm cắt (mạt giũ) có thể dính vào tấm kim loại hoặc lưỡi cắt, làm cho chi tiết khó được gia công, tăng độ mài mòn và giảm tuổi thọ của dao. Độ phản xạ tốt của các kim loại mềm cũng làm cho một số phương pháp gia công không tiếp xúc, như là laser, không hiệu quả. Công suất cần thiết rất cao

14

thường làm nóng chảy xung quanh lưỡi và làm chất lượng bề mặt rất thô. Vì vậy, quá trình gia công cần dùng các dụng cụ, máy móc và công nghệ đặc biệt. Để giảm sự tích lũy mạt giũ, người ta dùng các chất bôi trơn đặc biệt. Một trong những chất bôi trơn là Alumtap. Alumtap là một hỗn hợp không độc hại được đặc chế cho phù hợp với các tính chất gia công của nhôm và những kim loại mềm khác. Khi được

CUTTING TOOLS

sử dụng trực tiếp, Alumtap sẽ hạn chế hàn điểm và giảm xu hướng kim loại mềm dính vào lưỡi của dụng cụ cắt. Điều này cải thiện năng suất, kéo dài tuổi thọ của dụng cụ, và giúp bề mặt cực mịn vừa sạch vừa sáng. Nó cực kì hữu ích đối với gia công chính xác vật liệu nhôm vốn đòi hỏi dung sai rất khắt khe.

OXIT ZIRICONI NITƠ Một ví dụ khác là lớp phủ oxit ziriconi nitơ (ZOX), không có titan và được tìm thấy trong một số dụng cụ nhất định. Nó được đưa vào sử dụng ở dao phay trong loạt hàng GARANT HPC mới được đánh giá cao của tập đoàn Hoffmann. Lớp phủ ZOX giảm thiểu hệ số ma sát ở mặt cắt và đảm bảo sự phân tán hiệu quả của các phoi gia công. Các dao kết hợp lớp phủ của GARANT còn có những rãnh lớn được đánh bóng và các hốc rỗng được thiết kế đặc biệt để tối ưu hóa quá trình quét bỏ mạt giũ.

Các dao cắt được phủ ZOX, cụ thể, phù hợp với các phôi gia công nhôm vốn đòi hỏi chất lượng bề mặt cao. Do lớp phủ không có titan, dao cũng thỏa mãn được các yêu cầu của ngành công nghiệp hàng không là gia công hợp kim nhôm không nhiễm tạp chất. Có 7 loại dao phay đầu HPC từ carbide nguyên khối với lớp phủ ZOX, bao gồm các mũi khoan rãnh siêu nhỏ từ carbide nguyên khối 2 răng, dao cắt hình xuyến siêu nhỏ 2 răng, mũi khoan rãnh hình cầu bán kính đầy siêu nhỏ 2 răng, các dao phay ngón thô 3 và 4 răng không có hình khuỷu, dao phay ngón 6 và 8 răng và một loạt các loại mũi khoan rãnh cầu siêu nhỏ 2 răng.

Các thử nghiệm đã được tiến hành bằng cách gia công hợp kim nhôm AlCuMg2 với tốc độ cắt là 1130 mét/phút, với lượng chạy dao là 0.224mm và độ sâu của vết cắt là 20mm, bằng dao phay ngón thô từ carbide nguyên khối. Kết quả chứng minh rằng dao phủ ZOX giảm thời gian gia công và chi phí sản xuất song song với cải thiện chất lượng mặt cắt.

GIA CÔNG CƠ KHÍ Nhiều loại thiết bị khác nhau được sử dụng trong gia công mà ở đó, các loại dao cắt, dao phay và các trung tâm gia công là trụ cột.

Một ví dụ của dao cắt dành cho các kim loại mềm là dao phay ngón loạt hàng 4081 từ nhà sản xuất dao cắt chuyên nghiệp ITC. Loạt hàng 4081 là dao phay ngón carbide nguyên khối 4 rãnh được phủ AlTin với cấu trúc hình học rãnh hài hòa giúp quét bỏ mạt giũ cực tốt. Loạt hàng 4081 chuôi đơn, thẳng, đầu vuông với đường xoắn ốc phải có khoảng cách rãnh hướng tâm không bằng nhau tạo độ vững chắc và lượng quét bỏ kim loại cao khác thường, trong khi khoảng cách rãnh của loạt hàng 4081 giảm rõ nét

Với tiến bộ kỹ thuật, những insert hiện nay có thể tiết kiệm chi phí nhiều.

tiếng ồn gia công bằng cách giảm hiệu quả hòa âm.

Các dao cắt dùng cho kim loại mềm không được sơn phủ cũng có thể ở dạng dao cắt carbide nguyên khối. Ví dụ, loạt hàng dao phay carbide nguyên khối 93033 từ WNT với đường kính từ 3 mm đến 20 mm và có dạng hình mài đơn không có góc sau. Hình dáng này làm cho lưỡi cắt rất bền và sắt, tạo tốc độ cắt và lượng chạy dao trong quá trình gia công nhôm cao hơn rất nhiều so với các dao cắt thông thường.

Thực ra, WNT (Anh) đang báo cáo sự gia tăng tốc độ cắt tới 25% và lượng ăn dao tăng vọt lên 250% trong những lần cắt thực nghiệm. Cấu trúc hình học và góc xoắn được thiết kế đặc biệt tăng độ phân tán mạt giũ và góp phần vào hiệu suất dụng cụ. Những dao cắt này lý tưởng cho gia công những rãnh đầy, do lõi của nó cực kì chắc chắn, với khả năng phay rãnh toàn phần tới gấp 1.5 lần so với bán kính gia công bởi quá trình trực tiếp.

WNT cũng có nhiều loại insert dành cho gia công nhôm, titan và các hợp kim nhẹ khác, để cung cấp cho người sử dụng lợi ích giá/cạnh rõ rệt. Trước đó, những insert cần có lưỡi cắt sắc phải được mài để đạt được độ chính xác; phải thoả mãn những yêu cầu về khả năng lặp lại cũng như chất lượng bề mặt trên phần được gia công.

TIẾT KIỆM CHI PHÍ Hiện nay, với sự tiến bộ của công nghệ nén, các insert có thể đạt được khoảng 90% hiệu suất và năng suất của insert tán sẵn với chi phí tiết kiệm có thể tăng lên

15

CUTTING TOOLS

Bystronic

tới 40%. Ví dụ, insert điển hình DCXT 11T304 từ loại hàng mới này có giá 2.84 bảng Anh (1.42 bảng/lưỡi) trong khi insert tán sẵn tương đương, DCGT 11T304, có giá 4.11 bảng (2.05 bảng/lưỡi). Trong khi các insert dùng cho gia công nhôm và các hợp kim nhẹ đã xuất hiện, Một ví dụ của máy cắt nước. Máy cắt nước là insert này mang lại nhiều lợi nhuận những dao cắt sử dụng hơn cho những nhà thầu con trong áp lực nước để tác gia công những mẻ sản phẩm nhỏ. dụng lực lên vật liệu.

Hệ thống dao tháo lắp hiệu suất cao sử dụng các insert là OvalFlex, được thiết kế bởi Ceratizit, dùng cho gia công các bánh hợp kim nhôm. Hình oval đã đăng ký bằng sáng chế của hệ thống làm cho chiều cao lắp ráp của dao cao hơn các dao tròn bình thường, cải thiện độ bền và hiệu suất cho toàn bộ hệ thống dao. Giao diện hình oval liên kết chuôi dao với đầu dao. Bốn bề mặt dạng côn xung quanh giao diện tạo kết nối chính xác với mặt định vị theo cả phương hướng tâm và trục.

Hệ thống OvalFlex cũng gia tăng khả năng linh hoạt để ráp nhiều loại đầu dao vào chuôi. Trong hầu hết các trường hợp, dao chuyên dụng không còn cần thiết nữa. Các insert với nhiều bán kính khác nhau có thể được sử dụng trong cùng một dao. Ví dụ, X32, một insert đặc biệt của Ceratizit, lớn hơn các insert khác và cực kì bền vững. Nhờ vào các mặt chóp có góc 30 độ, vị trí chính xác không còn là vấn đề. Bên cạnh đó, insert cân bằng lực cắt ngang tốt hơn.

X32 được bảo vệ chống lại cắt kéo nhờ vào các mặt chóp dạng hình côn. Insert có bán kính 4mm, 3mm hoặc 2mm, dạng carbide hoặc PCD (kim cương đa tinh thể), trong đó các insert PCD có rãnh phoi laser để tối ưu hóa việc kiểm soát mạt giũ.

Một giải pháp đột phá khác trong kiểm soát mạt giũ có thể thấy ở Airknives, một sản phẩm của công ty Air Control Industries (ACI). Đây là 1 hệ thống chạy khí động duy nhất để quét bỏ mạt giũ tự động bằng cách thổi mạt giũ tới các lưỡi của buồng máy rồi rơi vào các rãnh thu.

Một hệ thống trong ngành công nghiệp hàng không, ví dụ, có 30 Airknives có chiều dài từ 150 tới 1520 mm, đươc ráp vào trong rãnh thắt của 1 giá di động có 3 đầu gia công cơ khí. Một máy quạt gió xuyên tâm 110kW được điều khiển bởi máy đổi điện đơn cung cấp không khí cho những thiết bị Airknives được đặt trong một buồng âm. Máy quạt gió được điều khiển bởi máy đổi điện đơn này được sử dụng vì không khí cung cấp có thể được giảm đến mức tối thiểu mà không cần phải tắt máy hoàn toàn. Điều này cung cấp trạng thái ổn định thích hợp cho đo lường

16

chính xác các chi tiết gia công kim loại mềm bằng laser và để tránh tắt/mở máy quạt gió và hệ thống điện.

MÁY CẮT NƯỚC Một dạng khác của hoạt động cơ khí là áp lực thuỷ động, được sử dụng trong công nghiệp thông qua thiết bị được gọi là máy cắt nước. Máy cắt nước là những dao cắt sử dụng áp lực nước để tác dụng lực lên vật liệu.Trong hệ thống cắt bằng tia nước, áp lực nước được đạt tới 55000 PSI và được gia tốc gần 3000 bộ vuông mỗi giây, tạo đặc tính xói mòn ngay tức thời và cực kì mạnh mẽ. Đối với các vật liệu cứng hơn như các kim loại mềm, người ta sử dụng các tia mài mòn. Máy cắt tia mài mòn hoặc máy cắt nước mài mòn bổ sung cát khoáng, như garnet, vào dòng nước để tăng tốc quá trình xói mòn. Tính thông dụng của máy cắt nước lớn dần là do nhu cầu đang tăng lên trong xử lý những chi tiết dày hơn, làm từ nhôm, đồng, đồng thau; và những vật liệu mỏng hơn mà không làm nóng hoặc chảy bề mặt và không thay đổi cấu trúc vi mô của mặt cắt.

Khả năng cắt lạnh của máy cắt nước cũng loại trừ những lo lắng về khí thải độc từ một số kim loại và bớt lưu ý đến khoảng cách chi tiết và tận dụng vật liệu một cách tối ưu. Gia công những vật liệu mỏng sử dụng máy cắt nước có thể đạt được hiệu quả gần giống như laser bằng cách thêm vào đầu cắt và kỹ thuật xếp chồng.

Một sự đột phá đến từ các hệ thống cắt lạnh mài mòn trong loạt thiết bị Byjet của Bystronic. Mỗi hệ thống có thể gắn với một trục quay và bàn con thoi, và có sẵn một đầu cắt HPT (dao chính xác cao), được tối ưu hóa luồng chất mài mòn, và Bypump APC, một máy

Một sự đột phá đến từ các hệ thống cắt lạnh mài mòn trong loạt thiết bị Byjet của Bystronic. Mỗi hệ thống có thể gắn với một trục quay và bàn con thoi, và có sẵn một đầu cắt HPT và Bypump APC.

CUTTING TOOLS

bơm áp suất cực mạnh chủ động điều chỉnh áp suất.

Một trong những ngoại lệ như vậy là trung tâm Trục quay cung cấp nhiều vùng cắt cho các hình cắt laser bằng phẳng L4050 6kW của Trumpf. Nó có dạng và đường biên phức tạp trong khi bàn con thoi cho thể cắt những bộ phận dài tới 8 m và có các phanh nén phép cắt những vật liệu khuôn dạng lớn với diện tích CNC với khả năng chịu lực lên tới 6400kN (640 tấn) lên tới 16 x 4 m. Độ chính xác cao của đầu cắt mới là do có thể tạo thành các bộ phận dài tới 7.2 m. Nó bao gồm dòng chất mài mòn tối ưu, thời gian khoá van của dao định luật truyền động có động lực cao, ích lợi đáng kể cắt ngắn và bảo dưỡng khoảng cách lý tưởng bằng CNC. do tiết kiệm tải trọng, lại có độ bền vững khác thường.

Cuối cùng, máy bơm áp suất cực lớn có 2 bộ khuếch Máy L4050 có bộ truyền động trực tiếp tuyến tính trên đại áp suất độc lập nhau để duy trì điều khiển áp suất cố trục Y và Z và một giàn truyền động trên trục X. định, tuyến tính và biến thiên vô tận. Nó có thể cắt nhôm Nó cũng có thể chịu được kích thước của phôi với bề dày 50mm và 10mm đối với nhôm tăng cường. lên tới 4000 mm x 2000 mm với khối lượng tới 1800 Thiết bị Fabricator JetMachining ở Omax đại diện kg. Nó có thể cắt những vật liệu dày hơn, ví dụ như cho sản phẩm gia công bằng máy cắt nước mài mòn cao nhôm dày tới 15mm, hoặc gia công các vật liệu mỏng cấp. Thiết bị Fabricator, như hơn với tốc độ lên tới 40m/phút. tất cả các máy Omax , sử dụng Công suất laser trong suốt quá công nghệ bơm truyền động trực trình gia công được điều chỉnh tiếp, giúp các chi tiết cắt nhanh sao cho các góc và các đường hơn và chính xác hơn các máy viền nhỏ cũng có thể gia công cắt nước thông thường sử dụng được với chất lượng cắt tối ưu. công nghệ bơm Intesifier. Phù Một phương pháp gia công hợp để làm việc với phôi lớn thông dụng khác cho kim loại một cách hoàn hảo, Fabricator là gia công bằng phóng điện ở sở hữu đường cắt rộng 4000 điện cực (EDM). Thường thì mm x 2000 mm, với mức tăng thông qua các trung tâm gia chiều dài giãn nở không giới công đứng, các lỗ khoan và các hạn 2000 mm. Thiết bị cũng khoang được hình thành từ sự sử dụng tia nước đơn hoặc kép phóng điện giữa phôi và điện Maxjet 5 và máy bơm truyền cực của máy. Giải pháp 600 động trực tiếp áp suất cực mạnh Centre dựa vào trung tâm gia để cung cấp vận tốc cực đại công thẳng đứng Fanuc T2liC và độ chính xác thông qua quá Robodrill Alpha và hợp nhất trình cắt tia nước áp suất cao. thao tác ở tốc độ cao với phần 1 phểu hứng chất mài mềm xử lý đường biên và điều Tuy laser không phải là dụng cụ tối ưu cho các nhà sản xuất gia mòn nặng 272 kg (600 pound) khiển trợ động đặc biệt, hệ thống công kim loại mềm ở nhiều trường giúp đảm bảo tận dụng máy dung dịch trơn nguội và lọc. hợp, ngoại lệ cũng có thể xảy ra. tối đa. Máy còn đạt được chất Năng suất cao của T2liC lượng bề mặt cao để giảm hoặc Robodrill cung cấp nền tảng loại trừ nhu cầu thực hiện thao tác cấp hai. Hiệu quả lý tưởng để rút ngắn chu kỳ với vận tốc nhanh 54m/ được tăng cường hơn từ việc sử dụng hệ thống kiểm phút và tăng tốc vượt hơn 1.2G. Nó hợp nhất thiết bị soát chuyển động bằng trực giác được cấp bằng sang Fanuc 16iMB CNC mới nhất, với phần mềm giám chế của Omax, kết hợp với phần mềm Windows XP. sát dụng cụ A1 và quản lý tuổi thọ, phần mềm điều khiển Alpha L Servo và xử lý đường biên siêu nhỏ CÁC KỸ THUẬT GIA CÔNG KHÁC A1, lý tưởng cho gia công chất dẻo, đồng không chứa Laser nhìn chung có nhiều hạn chế hơn trong gia công sắt, đồng thau và nhôm, và có thể tái lập trình để kim loại mềm bởi tính chất phản xạ và dẫn nhiệt. Laser hoạt động không cần người quản lý vào ban đêm. cũng ảnh hưởng đến cấu trúc vi mô của kim loại, dẫn Nhiều công nghệ tồn tại ngày nay cho phép các nhà đến rạn nứt và cứng, được là vùng bị ảnh hưởng bởi sản xuất gia công các sản phẩm từ kim loại mềm một nhiệt (HAZ). Các phần cấu trúc chịu tác dụng của lực cách nhanh chóng, hiệu quả và tiết kiệm chi phí để đáp lớn, như là phần cánh, bị cấm xử lý bằng laser bởi vì cấu ứng được nhu cầu của người tiêu dùng. Sử dụng công trúc vi mô thay đổi trên mặt cắt. Tuy laser không phải là nghệ sơn phủ, máy cắt nước, laser và các thiết bị mới dụng cụ tối ưu cho các nhà sản xuất gia công kim loại khác có thể giúp nhà sản xuất đạt được độ chính xác mềm ở nhiều trường hợp, ngoại lệ cũng có thể xảy ra. và đa dạng hoá vật liệu và phạm vi ứng dụng vô hạn.

17

CUTTING TOOLS

QUAN ĐIỂM CÔNG NGHIỆP Tiến sĩ Moshe Goldberg đưa ra xu hướng và sự phát triển của các công cụ gia công vật liệu mềm.

18

Gia công các vật liệu mềm luôn luôn đặt ra hàng loạt khó khăn. Các vật liệu mềm như nhôm, đồng hoặc thép mềm (ngoại trừ đồng thau), có xu hướng liên kết về mặt hoá học và cơ học với dao cắt trong quá trình gia công. Điều kiện này có thể hình thành hiện tượng lẹo dao, kéo theo áp suất trên dao tăng, dẫn đến chất lượng bề mặt kém, lệch kích thước chi tiết, hoặc làm hỏng dao. Trong hầu hết các trường hợp, đặc

và tốc độ tiếp liệu lớn hơn, dẫn đến gia tăng chủ yếu trong năng suất và kéo dài tuổi thọ của dụng cụ cắt. Các chiến lược gia công cũng phải được bổ sung với hệ thống dung dịch trơn nguội áp suất cao để kiểm soát sự phân tán phoi.

trưng lẹo dao là một đặc trưng không ổn định, do xu hướng hình thành và loại bỏ trong suốt hoạt động cắt.

Sau quá trình phát triển và nghiên cứu sâu rộng, các nhà thiết kế dao cắt ở ISCAR đã xác định những thông số then chốt ảnh hưởng đến gia công nhôm và các vật liệu mềm khác.

Những thông số được xác định bao gồm tốc độ cắt, vật liệu và dạng hình học của dao cắt, và công nghệ phân tán phoi. Ghi nhớ những yếu tố này, ISCAR đã thiết kế những dao cắt cải tiến cho vật liệu mềm với các góc trước lớn nhằm mục đích cải thiện cơ chế trượt của vật liệu “dính”. Ngoài ra, với mục đích giảm tích luỹ phoi, các lưỡi dao phải được đánh bóng và độ nghiên trục (góc cắt) ở lưỡi tăng đáng kể để hỗ trợ cho hoạt động hút phoi ra từ lỗ, để chống nghẽn.

Lúc trước, gia công nhôm được thực hiện bằng cách sử dụng HSS và các dao carbide với tốc độ cắt tương đối thấp. Hiện nay, tuy nhiên, gia công nhôm được thực hiện bằng cách sử dụng các vật liệu dao cắt hiện đại, như là phân loại carbide mới hoặc kim cương đa tinh thể (PCD). Các lưỡi dao từ PCD được chứng minh là sự lựa chọn tốt nhất cho hợp kim cắt có chứa các hạt silicon lớn hoặc cứng.

Các vật liệu dùng làm dụng cụ này, kết hợp với các công nghệ gia công hiện đại như cho trục chính chạy nhanh hơn

CUT-GRIP của ISCAR được biết đến bởi hiệu suất tiện bánh nhôm hoàn hảo. Họ sản phẩm CUT-GRIP tận dụng các insert chữ V có góc 35 độ, đặt trên hệ thống kẹp chặt hình lăng trụ kép và mặt trước được đánh bóng để cắt phoi ngắn cho hợp kim nhôm.

Một loại insert nữa là, ISCAR CUTGRIP với lưỡi dao tròn 240 độ hiệu quả, có mặt trước được đánh bóng với một cơ cấu tạo phoi đặc biệt để hoàn chỉnh gia công ở lượng chạy dao thấp và chiều sâu cắt cạn. Bên cạnh đó, ISOTURN và các dao tiện được chế tạo đặc biệt cũng có mặt trên thị trường, kết hợp hàng loạt các dao và insert được thiết kế đặc biệt cho gia công những hình dạng phức tạp nhất trong công nghiệp khuôn và khuôn đúc, hàng không và tự động.

Ứng dụng tiện Đối với các ứng dụng tiện, ISCAR đưa ra nhiều chủng loại dao tiện rãnh với thiết bị tạo phoi tiên tiến cho gia công nhôm. Họ sản phẩm

Ứng dụng phay Các ứng dụng phay của nhôm đòi hỏi việc sử dụng các insert PCD hoặc carbide, được lắp ráp cố định trong lỗ, để vận hành ở tốc độ cao một cách chắc chắn và tiết kiệm với hiệu suất cao. Đối với các dao phay ngón, cũng như mũi khoan làm từ carbide nguyên khối, lượng quét bỏ phoi được xác định từ thể tích rãnh và độ xoắn ốc.

Góc xoắn ốc của dao phay ngón, được thiết kế đặc biệt cho việc gia công nhôm, thường được tăng 3% để thoả

mãn khả năng chịu được lượng quét bỏ phoi cao. Thêm vào đó, các rãnh rộng hình parabol kết hợp với bán kính cắt lớn tạo điều kiện gia công lý tưởng cho kim loại mềm. Ba rãnh của dao phay ngón, vì thế, cung cấp thể tích rãnh lớn hơn so với dao phay ngón có 2 rãnh, do lượng quét bỏ phoi cao hơn trong mỗi vòng quay.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần chú ý là càng nhiều rãnh ở dao phay ngón hoặc mũi khoan, không gian dành cho phoi càng bị thu hẹp. Hơn nữa, độ dày của phoi là một yếu tố quan trọng khác trong việc phay nhôm, cụ thể là khi tăng tốc độ cắt. Lượng chạy dao chậm sẽ dẫn tới việc cọ xát quá mức thay vì thực hiện chế độ cắt, còn sự phát sinh phoi dày sẽ dẫn tới hiện tượng nung nóng, đổi màu và giảm tuổi thọ dụng cụ không cần thiết.

Ghi nhớ những sự điều này trong đầu, các dao chuyên dụng đã được chế tạo bởi ISCAR cho ứng dụng phay trên vật liệu mềm, cụ thể là nhôm. Các quy trình phay có thể dễ dàng thực hiện bằng cách sử dụng một trong những mũi dao phay ngón hình cầu của ISCAR: DROPMILL và BALLPLUS hoặc một trong những dao phay ngón SOLIDMILL thô hơn, như là SOLIDSHRED cho lượng quét bỏ kim loại lớn.

Họ sản phẩm SOLIDMILL có thể được sử dụng cho các ứng dụng biên, rãnh và khoan. Họ sản phẩm này, được sử dụng cho các cánh động cơ phản lực và các chi tiết cấu trúc, bao gồm các dao phay ngón từ carbide nguyên khối với đặc điểm có 2 và 3 rãnh với góc xoắn ốc 45 độ và chiều dài trung bình. Các dao phay ngón SOLIDMILL được thiết kế với lưỡi dao cắt sắc để tạo chất lượng bề mặt nổi bật và được đánh bóng để ngăn chặn hiện tượng lẹo dao trong phay nhôm. Lợi ích cho việc sử dụng dao phay 3 rãnh mới này là khả năng tăng lượng chạy dao bàn tới 50%.

CUTTING TOOLS

Hệ thống ISCAR MULTI-MASTER dùng cho ứng dụng phay đa năng trên vật liệu mềm. Đường xoắn ốc 45 độ với các ống phoi rộng được thiết kế cho quá trình quét bỏ lượng dư cao kết hợp với chất lượng bề mặt khác thường.

Mũi dao phay ngón hình cầu được sử dụng chủ yếu cho gia công khuôn.

Chúng có thể thực hiện các ứng dụng gia công tinh hoặc bán tinh ở lượng chạy dao cao với khả năng định vị insert độc đáo để đảm bảo kẹp chặt chắc chắn.

Máy DROPMILL có một thiết kế ngoại lệ cung cấp một dao cắt hiệu quả bằng cách tận dụng 2 lưỡi cắt thậm chí khi gia công các vết cắt cạn.

Hệ thống đa năng Máy BALLPLUS, ngược lại, là một hệ thống đa năng bao gồm các lựa chọn chuôi hình côn và hình trụ và 5 loại insert phay khác nhau. Mỗi chuôi có khả năng giữ những loại insert khác nhau. Kẹp chặt và phân độ các đầu phay rất đơn giản. Nó có thể thực hiện trong khi dao vẫn còn bị kẹp trên máy - vì thế, không cần thời gian cài đặt sau khi phân độ. Đối với các ứng dụng phay mặt đầu để gia công các vật liệu mềm, ISCAR đưa ra insert HELIALU với các lưỡi cắt sắc dài, các mặt trước được đánh

bóng và nhiều loại bán kính góc khác nhau. Những insert này được ghép trên dao cân bằng để gia công tốc độ vòng/phút cao và kèm theo các dao cắt phay rãnh mở rộng cho các lượng quét bỏ kim loại lớn. Thêm vào đó, ISCAR cũng đã chế tạo HELIPLUS, các insert phay HELI2000 chính xác cho gia công nhôm. Những insert này được mài ngoại biên với những lưỡi cắt được đánh bóng và sắc để ngăn không cho phoi dính vào insert.

Một lựa chọn khác cho gia công nhôm là HELIOCTO, máy phay mặt đầu 45 độ với các insert có cạnh sắc và mặt trước được đánh bóng lắp trên 8 lưỡi

Ứng dụng khoan

cắt. Hoặc, quy trình phay mặt đầu áp dụng trên nhôm có thể được thực hiện bằng cách sử dụng TANGMILL với các insert được kẹp vít tiếp tuyến được hỗ trợ vững chắc bởi thân dao. Các dao cắt có thể dùng cho phay biên 90 độ và phay mặt đầu với góc 45 độ. Insert hình bướm có những thuận lợi rõ nét khi so sánh với các hình phẳng, vuông.

Cấu trúc hình học với mặt trước làm giảm lực cắt, vì vậy dẫn tới các hiệu suất cao hơn. Mỗi insert trong TANGMILL cung cấp 4 lưỡi cắt phải và 4 lưỡi cắt trái khiến dao trở thành 1 giải pháp tiết kiệm.

Những insert được mài ngoại biên tạo độ chính xác cao, cung cấp những điều kiện tối ưu cho các ứng dụng công suất lớn. Chúng cũng tạo ra chất lượng bề mặt khác thường, thường loại trừ các quá trình gia công tinh phụ vào.

Máy ISCARMULTI-MASTER, giống với họ sản phẩm BALLPLUS, là một hệ thống đa năng cung cấp giải pháp cho hầu hết các ứng dụng phay, áp dụng cho các vật liệu mềm. MULTI-MASTER có nhiều cấu hình đầu phay để lắp ráp lên chuôi và có thể đóng vai trò như dao cắt mũi cầu, gờ vuông, vát lưỡi và cắt đứt.

Hệ thống đột phá này đưa ra nét độc đáo của đầu ren carbide của ISCAR, cho hiệu suất vượt trội hơn, thời gian phân độ ngắn và tiết kiệm kinh tế. Mỗi đầu cắt có hình dạng cao cấp với các lưỡi cắt được mài sắc.

lên hệ thống Minimal Quantity Lubricant. Đầu mũi khoan IDN có lưỡi cắt sắc không sơn phủ, được đánh bóng, thiết kế với 1 điểm đục và góc trước dương 30 độ.

CHAMDRILLJET là 1 thiết bị cao cấp để khoan các hợp kim nhôm và cải thiện sự phân tán phoi và chất lượng bề mặt.

CHAMDRILLJET cũng có thể xuất hiện với các mũi PCD được hàn vảy cứng với các lưỡi cắt. Nó cũng không đỏi hỏi thời gian cài đặt sau khi phân độ đầu khoan CHAMDRILLJET. Mỗi thân có thể mang 10 đầu khoan tiêu chuẩn với kích thước có số gia đường kính 1mm. Một hướng khác cho ứng dụng khoan ở nhôm là máy khoan máy khoan ISCAR với các mũi PCD hàn vảy cứng với lưỡi cắt.

Máy khoan ISCAR được thiết kế để tạo ra các lỗ sâu với dung dịch trơn nguội áp suất cao được dẫn thông qua chuôi. Điều này trợ giúp cho dòng quét bỏ phoi, để từ đó kéo dài tuổi thọ của dao. Quá trình khoan chính xác cao tạo ra các lỗ có rìa tự do, có thể lặp lại và chính xác kết hợp với chất lượng bề mặt tuyệt vời.

Tóm lại, ISCAR, một nhà sản xuất dao cắt hàng đầu, đã chế tạo một loạt lớn các loại insert, dao và giá dao để từ đó đưa ra các giải pháp gia công tốt nhất để gia công vật liệu mềm.

Tiến sĩ Moshe Goldberg của ISCAR (www.iscar.com) hiện tại là Cố Vấn Công Nghiệp của Asia Pacific Metalworking Equipment News.

Khi xem xét các ứng dụng khoan áp dụng trên vật liệu mềm, điều quan trọng cần chú ý là sự dãn nở nhiệt trong suốt quá trình khoan có thể bóp méo phôi. Tương tự, sự tạo và quét bỏ phoi chậm trong suốt quá trình khoan có thể tạo thêm công đoạn mới, nghĩa là phải móc các mảnh vụn kim loại từ dao hoặc tháo các mảnh phoi ra khỏi các giá dao.

Máy CHAMDRILLJET đổi mới của ISCAR với đầu khoan IDN được thiết kế đăc biệt cho các ứng dụng nhôm, cho phép dung dịch trơn nguội hoặc được bôi trực tiếp lên lưỡi cắt, hoặc sử dụng

19

CUTTING TOOLS

Lưỡi cắt trong gia công tiện Làm ổn định lưỡi cắt của dao là một trở ngại chính của công nghệ insert phân độ trong gia công tiện. Trình bày bởi CHRISTER RICHT, Quản Lý Biên Tập Kỹ Thuật, Sandvik Coromant.

Những index phân độ đã cách mạng hoá gia công.

P

hát triển hệ thống kẹp giữ chặt insert vào đài dao là đặc biệt quan trọng cho để đạt địa vị thống trị của kỹ thuật dụng cụ gia công, khi mà ứng suất và biến dạng thường xuyên làm chệch hướng lưỡi dao và làm biến dạng insert đài dao.

Từ giữa thập niên 50, những insert phân độ dùng cho dao cắt đã làm cách mạng hoá gia công. Giới hạn vật liệu dao đến phần lưỡi cắt mở đường cho những kỹ thuật mới làm tăng hiệu suất gia công.

Dù biện pháp hàn cứng đầu lưỡi dao vào đài dao trước đây làm nó không thể di chuyển trong đài dao, nó cũng áp đặt những giới hạn đáng kể

20

lên việc lựa chọn vật liệu cắt. Khi nhu cầu mài sắc lại lưỡi dao bị loại bỏ, trong trường hợp sử dụng insert phân độ, nó mở cửa cho những loại hợp kim cacbua và lớp phủ insert mới. Điều này đã cho phép sử dụng hình học cắt làm cho quá trình gia công và kẹp chặt dao thuận tiện hơn, giúp việc lắp đặt và bảo dưỡng hiệu quả hơn. Đồng thời còn hỗ trợ việc tiêu chuẩn hoá và khả năng hoán vị của các dao cắt.

Vì thế, sau nửa thế kỷ, tình trạng hiện tại của công nghệ insert phân độ là gì? Một chỉ tiêu là sự phát triển của insert phân độ cho gia công phay trong suốt thập niên vừa qua. Bị hạn chế bởi tiêu chuẩn ISO, insert dao phay đã sớm nhảy ra khỏi sự kềm kẹp này từ sự ra đời những giải pháp dao cắt thiết kế tự do mới. Kết quả là một bước nhảy đáng chú ý trong hiệu suất và lợi nhuận cho các nhà sản xuất. Dao cắt ra đời giúp tiết kiệm chi phí rõ nét trong lĩnh vực gia công kim loại.

Việc cung cấp dao cho máy CNC mới trở nên cần thiết.

Những chỉ tiêu khác của nhu cầu phát triển thêm nữa công nghệ insert phân độ là nhu cầu ngày tăng nhằm đạt chất lượng linh kiện cao và nhất quán, khả năng dự đoán linh kiện trên mỗi lưỡi, rút ngắn thời gian chu trình mỗi linh kiện và hạ giá thành gia công mỗi linh kiện. Đồng thời, sự phát triển dụng cụ gia công tạo ra trọng điểm mới cho dung lượng dao cắt.

TRỞ NGẠI TRONG DI CHUYỂN Trong một vài hoạt động tiện chính xác, kẹp chặt insert thông thường chưa đủ, bởi vì lực cắt có thể gây ra chuyển dịch siêu nhỏ và lệch lưỡi dao, ảnh hưởng tới hiệu suất gia công.

Di chuyển insert cũng là một vấn đề đối với những insert tiện lâu hơn, như những tấm dùng trong hoạt động gia công định hình - những insert hình chữ V và D với các góc 35 và 55 độ. Với sự hiện diện

CUTTING TOOLS

của các cần gạt giữa vít trung tâm và lưỡi dao trên những insert này, áp suất cao được hình thành có thể làm biến dạng dẻo những điểm định vị và cho phép chuyển lưỡi dao. Hơn nữa, phương pháp kẹp vít thông thường những insert lên đài dao làm vít hoạt động ốc hướng xuống và bên khi bị kẹp chặt, ảnh hưởng đến sự không ổn định của insert trong đài dao.

Xu hướng insert di chuyển, tuy ít, nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến tạo phoi. Một biện pháp để giải quyết vấn đề dịch chuyển insert là giảm chiều sâu cắt và/hoặc lượng chạy dao để giảm tải trên lưỡi dao, theo đó giảm sự dịch chuyển của insert.

Nhưng điều này cũng có tác động ngược, làm giảm năng suất gia công. Giảm chiều sâu cắt một chút có thể gây trở ngại, do chiều sâu cắt bị giảm có thể nhỏ hơn rất nhiều bán kính mũi của insert, làm hư hại đến nghiền và tạo phoi. Có một insert không dịch chuyển giúp loại bỏ nhu cầu giảm dữ liệu cắt.

GIẢI PHÓNG LƯỠI DAO Trong quá khứ, các tiêu chuẩn ISO cung cấp tiện lợi cho phép nhà sản xuất thay thế dao từ những nhà cung cấp khác nhau. Với các đặc điểm cơ bản theo tiêu chuẩn, hình học cắt của insert vẫn có thể thay đổi. Tuy nhiên, tham số thiết lập cho sự phát triển giới hạn tiềm năng đối với thiết kế mang tính đẩy mạnh hiệu suất.

Vì thế, có phải các tiêu chuẩn ISO vượt quá lợi ích của chúng? Đây có phải là thời điểm để theo đuổi một quan điểm tự do hơn, để gia công tiện có thể phát triển?

Tiện với index phân độ bị vướng hai trở ngại.

Thứ nhất, tiện tinh và bán tinh, đặc biệt là tiện biên với những hoạt động sao chép trong và ngoài khác nhau, nhạy với bất cứ độ sai lệch giữa vị trí xác lập lý thuyết và thực tế trong gia công. Với sự gia tăng nhu cầu đạt năng suất và độ chính xác cao hơn, việc giải quyết vấn đề này càng trở nên quan trọng.

Khi lưỡi của dao cắt mòn, sai số trong hoạt động tiện tăng lên, làm ngắn tuổi thọ dao. Insert có thể không mòn hoàn toàn, nhưng nó không thể duy trì chất lượng sản phẩm theo yêu cầu.

Như vậy, máy sẽ bị ngưng không cần thiết.

Trong một chừng mực lớn hơn, điều này gây ra bởi dịch chuyển rất ít của insert trong phạm vi kẹp của hệ thống đài dao. Ảnh hưởng này tác động lên hiệu suất của gia công tiện trung bình.

Trong một vài tình huống, những xưởng máy có thể ngưng sử dụng insert phân độ, chuyển sang dùng những dụng cụ đẽo cũ có đầu cacbua kết, được cố định trên tựa và mài sắc lại. Dù áp dụng này có vẻ cực đoan, nó hợp lý, do cố định vị trí loại trừ sự dịch chuyển lưỡi dao, vì thế mang lại khả năng duy trì mức độ dung sai của gia công tinh chính xác suốt vòng đời của dao.

Những tiêu chuẩn ISO mang lại lợi ích cho phép nhà sản xuất thay dao cắt.

Tuy nhiên, nó cũng phải trả giá bằng việc đòi hỏi bảo dưỡng cao và suy yếu chất liệu dao do hàn cứng.

Hơn nữa, nhà sản xuất phải duy trì một tuổi thọ dao nào đó cho hoạt động tiện chính xác, để thích hợp với sự thay đổi cài đặt của những pa-lét linh kiện. Vấn đề càng cấp bách hơn khi dao tiện, với insert phân độ dạng chữ D theo tiêu chuẩn ISO chỉ có thể cung cấp 2/3 số lượng linh kiện cần cho mỗi pa-lét ở giữa mỗi lần phân độ.

LOẠI BỎ DỊCH CHUYỂN CỰC NHỎ CỦA INSERT Sự dịch chuyển cực nhỏ của insert được biết đến như trở ngại đằng sau sự thiếu sót. Trục thép được gia công có một độ dung sai kích thước 0.02 mm và độ tinh bề mặt giới hạn Ra 1.3 micron. Nó cũng có những rãnh và gờ, thêm vào tác động dịch chuyển insert. Chiều sâu cắt bị chia đôi từ 0.25 đến 0.12 mm để làm nhẹ lực cắt, tạo ra vấn đề bẻ phoi và mạt giũ gây trở ngại hoạt động đo đạc tự động sau gia công.

Trong những tình huống khác như sao chép và gia công định hình lỗ hổng bán kính, lưỡi dao cần được điều chỉnh bằng bù trừ để dung sai định hình được duy trì. Tuổi thọ dao có thể được nhân đôi khi loại bỏ bất kì dịch chuyển insert nào. Điều này sau đó giới hạn việc ngừng máy đối với chỉ một khoảng bù lưỡi dao giữa bó. Giải pháp đối với vấn đề này trong cả hai ứng dụng trên nằm ở độ chính xác của vị trí ray chữ T của insert trong đài dao.

Thứ hai, độ chính xác của insert phân độ luôn luôn là tổng của những dung sai riêng của tựa insert trong đài dao và insert phân độ, cái có thể lên đến một phần mười milimet. Điều này đòi hỏi phải đo đạc, trước hoặc trong khi vận hành, vị trí của lưỡi dao khi cần gia công chính xác, ví dụ như khi thực hiện bước hoàn thiện

21

CUTTING TOOLS

TRÁNH XẢY RA sản phẩm. (So sánh nhu cầu TRỞ NGẠI sử dụng dao chất lượng trong Xưởng máy làm thế nào để đối máy NC trước đây, ở đó cần phó với vấn đề vốn có của những thiết sử dụng đài dao để đạt vị trí insert phân độ - dịch chuyển cực nhỏ dao chính xác trong rơvonve máy.) của lưỡi cắt và bù trừ độ chính xác?

Trong một vài trường hợp Không phải tất cả các xưởng máy đều liên quan đến gia công hoàn chỉnh gặp phải trở ngại này trong gia công. Tuy bên trong, xưởng máy sử dụng nhiên, một vài nhà sản xuất đã làm như sau: một dao doa nhiều lưỡi, đòi hỏi . Nhà sản xuất biết nguồn gốc vấn đề ( vị trí mỗi lưỡi dao được xác định ví dụ dịch chuyển insert trong đài dao) chính xác, dẫn đến ngưng máy 15 Độ chính xác của insert phân độ luôn luôn bằng và tìm ra một dụng cụ đặc biệt hoặc phút mỗi lần thay đổi dao. Loại bỏ tổng của các dung sai riêng biện pháp tạm thời để phònh tránh. dịch chuyển insert nghĩa là độ chính của tựa insert trong đài . Nhà sản xuất đối mặt với trở ngại xác được duy trì và việc ngưng dao và insert phân độ. mà không biết nguyên nhân trực tiếp và máy được loại bỏ. Thời gian được nguồn gốc xuất phát từ insert tiêu chuẩn ISO. Những tiết kiệm chuyển thành năng suất cao hơn. người này bù đắp những ảnh hưởng của vấn đề này

bằng lập trình, thường với dữ liệu cắt hay thêm đường TRỞ NGẠI VỚI KẸP CHẶT truyền hoặc dẫn dao. Thời gian chu trình dài hơn, điều Sự dịch chuyển cực nhỏ của lưỡi cắt là một vấn đề đã khiển phoi kém hơn và thường những insert lớn không lâu liên quan đến insert phân độ. Bởi vì insert là một cần thiết là kết quả thường thấy của giải pháp này. thành phần rời phải được kẹp chặt, đây không phải là một hiện tượng được nhìn nhận rộng rãi như là nguồn PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ PHÂN ĐỘ gốc những vấn đề xảy ra trong tiện tinh hoặc bán tinh.

Nếu tồn tại nhu cầu về độ chính xác linh kiện Thiết kế kẹp chặt phát triển qua nhiều năm, với cao hơn xuất phát từ năng suất sản xuất, tại sao một vài giải pháp tinh vi, hiệu quả được sử dụng ngày vấn đề chưa được giải quyết cho tới bây giờ? nay. Kẹp cứng cải thiện việc giữ vị trí cho những Một lý do chính là do phải tuân theo tiêu insert âm. Thử thách hiện nay là cách ngăn ngừa bất chuẩn ISO về insert tiện và giới hạn thiết kế. Một lý kỳ dịch chuyển nhỏ nào trong quá trình cố định. do khác là những hạn chế của công nghệ sản xuất insert.

Một vài hoạt động tiện đặc biệt nhạy với bất kì Kỹ thuật kẹp chặt insert thông dụng được chấp dịch chuyển nào của insert, và độ chính xác của dao nhận cho phần lớn nhữg ứng dụng. Tuy vậy, nhu cầu đạt luôn bị giới hạn, đòi hỏi vị trí lưỡi cắt phải đủ điều hiệu suất cao hơn trong hoạt động tiện ngày càng tăng. kiện. Hơn nữa, kẹp chặt tốt luôn đi cùng với việc Công nghệ ép insert đã có bước tiến đáng cản trở dòng phoi và tắc trong lỗ khoan. Khả năng kể. Điều này cho phép tìm ra những giải pháp về tiếp cận của dao cũng bị ảnh hưởng vì một tựa vững độ chính xác trong định vị chắc chắn và chống đỡ chắc với những điểm đỡ lấy đi khoảng trống chung insert phân độ - nhưng không theo tiêu chuẩn ISO. quanh insert, giới hạn khả năng gia công định hình.

CÔNG DỤNG TỐT HƠN CỦA MÁY ĐA CHỨC NĂNG Insert CoroTurn TR co thể duy trì các dung sai chặt chẽ và mang lại chất lượng bề mặt tốt hơn một cách nhất quán, do lưỡi cắt của insert - thậm chí khi bị mòn - không làm lệch vị trí ban đầu của nó, vì thế tạo ra kích thước đạt yêu cầu trong suốt vòng đời dụng cụ. Nó cũng phân độ chính xác ±0.05mm.

Không cần nêm cacbua kết nào

22

trong hệ thống. Điều này là bởi vì không có dịch chuyển insert thì không có mài mòn hay biến dạng ở tựa.

Có sẵn đối với vận hành thép và thép không gỉ, công nghệ insert mới tạo khả năng nâng cấp gia công tiện từ trung bình đến tinh, cũng như hoạt động gia công định hình đang có giới hạn ngày càng gần hơn và áp lực cạnh tranh ngày càng lớn. Như một giải pháp linh hoạt,

CoroTurn TR trong duy trì dung sai gần hơn.

dao cắt có độ chính xác cao, CoroTurn TR giúp sử dụng tốt hơn máy đa chức năng bằng cách đóng góp vào gia công hoàn chỉnh linh kiện trong một cài đặt.

CUTTING TOOLS

Bước tiến mới trên máy phay đĩa Công nghệ cung cấp nhiên liệu cho công nghiệp gia công kim loại. Những bước tiến thật sự phải đóng góp vào lợi nhuận của công ty, vì vậy nó giúp chúng ta có khả năng đáp ứng mục tiêu sản xuất và mục tiêu chất lượng một cách nhanh chóng, trong khi vẫn giữ chi phí thấp. Trình bày bởi MICHAEL KARLKVIST, quản lý sản phẩm của Seco Tools

C

ông nghệ mới nhất không phải luôn luôn có nghĩa là một giải pháp mới. Thay đổi phương pháp nhằm ám chỉ một tốc độ lĩnh hội, và thường có nghĩa là một sự đầu tư ban đầu rất có khả năng cần thời gian để bù đắp lại. Đôi khi, một sự thay đỏi công nghệ mới đối với một giải pháp sản xuất hiện có chính là con đường

24

nhanh và chắc chắn nhất để tiến lên trước.

Chúng ta lấy việc phay đĩa làm ví dụ. Họ máy phay đĩa hiện đại bao gồm kiểu lắp ráp trục tâm truyền thống hiện hành với nhiều loại cán khác nhau giúp cho phay đĩa có thể sử dụng được bởi hầu hết các loại máy với một trục quay. Thiết bị đáng tin cậy này đã có từ hàng thập kỷ nay, nhưng với những tiến bộ gần

CUTTING TOOLS

cong và nhiều năng lượng hơn để cắt, trong khi những đặc tính như đầu phẳng rộng hơn cung cấp bề mặt tinh không cần mài. Insert hiện nay có khả năng sản xuất hoàn thiện với RA tốt hơn 2μ.

Bán kính góc càng đa dạng có tiềm năng giảm phụ thuộc vào những cải biến và thứ tự đặc biệt. Loại insert và hình học hiện chuyển năng suất máy thành lực cắt hiệu quả hơn cho nhiều ứng dụng, trong khi đó mở rộng loại vật liệu có thể gia công, bao gồm mọi thứ từ nhôm và nhôm và đồng thau cho tới thép tôi. Những insert trái và phải giúp thực hiện quá trình phay cạnh, mặt sau và thậm chí thao tác hai bán kính khác nhau trong cùng một rãnh. Chẳng hạn như Seco gần đây đã giới thiệu hai họ insert mới, SNHQ và LNK, với tất cả các đặc tính này.

Một tiến bộ đáng chú ý trong công nghệ phay đĩa là sự phát triển của những dao cắt có thể khớp với nhiều điều kiện gia công khác nhau. Những ứng dụng và máy ổn định và có phần nhô ra ngắn với đầy đủ mã lực có thể đạt được năng suất tối đa từ những dao cắt với nhiều răng cắt. Những máy cũ hoặc yếu hơn có thể sử dụng dao cắt ít răng cưa hơn để giảm thiểu độ rung trong vận hành gây ra tiếng lập cập.

Bề rộng dao cắt hoàn toàn có thể điều chỉnh được cho phép gia công nhiều loại hình dạng

đây trong công nghệ insert từ cacbua và những phần mềm trợ giúp sản xuất đã mở rộng vai trò của nó bao gồm phay rãnh, xoi rãnh, phay mặt sau và nhiều kết hợp khác của quá trình phay cạnh và mặt. Phay đĩa đang trở thành sự lựa chọn số một cho vài phương pháp gia công tiên tiến, bao gồm phép nội suy vòng và phay rãnh T dùng một đường chạy dao xicloit.

Những nhà cung cấp đang sản xuất phay đĩa thiết thực hơn bằng cách thực hiện một số thay đổi đơn giản trong việc lựa chọn insert và dao cắt sẵn có. ĐẶC TÍNH MỚI, TĂNG CƯỜNG TÍNH HỮU DỤNG Những nhà sản xuất dao cắt đang tiếp tục giới thiệu chức năng tăng cường cho công cụ này – phay đĩa thiết thực đã làm tăng năng suất và khả năng của nhà xưởng một cách thầm lặng trong nhiều năm. Phay đĩa luôn luôn có khả năng cắt một, hai hoặc ba mặt, bao gồm cả đường kính ngoài. Hiện nay, phay đĩa có nhiều loại đường kính, chiều rộng và bán kính góc khác nhau.

Những hình học có khả năng cắt cao có nghĩa là công cụ sẽ chuyển tải ít năng lượng hơn để uốn

THÍCH NGHI VỚI NHỮNG ỨNG DỤNG HIỆN ĐẠI Theo truyền thống, phay một rãnh chữ T trong phôi cần thao tác phay rãnh thắt, sau đó dùng một dao cắt rãnh chữ T để phay rãnh đầu. Tính chính xác là một vấn đề đối với công nghệ này. Vì máy cắt được sử dụng trong suốt quá trình, sự võng dao rất khó kiểm soát.

Tình trạng này đặt nhiều áp lực lên máy và dao, làm cho thời gian hữu dụng của nó ngắn đi. Lượng chạy dao thấp hơn, dẫn đến kéo dài thời gian sản xuất.

Những chuôi cứng và hình học dễ cắt của phay đĩa hiện đại làm cho chúng thích hợp trong việc áp dụng phay xicloit vào ứng dụng này. Đường chạy dao xicloit dọc theo trục X, cung xuyên qua mặt phẳng

Bốn lưỡi của SNHQ giúp cắt dễ dàng

Insert với nhiều bán kính khác nhau giúp phay đĩa linh hoạt hơn

25

CUTTING TOOLS

XY cho tới khi đạt được chiều dài cần thiết, sau đó trở lại và chạy không cần phải ngừng lại. Kiểu cắt ngắn, chia theo cung này sử dụng dao hướng trục nhiều hơn và hướng tâm ít hơn, tối thiểu hóa độ võng dao và cải thiện độ chính xác và tốc độ trong việc tạo ra rãnh đầu và rãnh thắt. Những dao cắt với bánh răng sắc hơn có thể được sử dụng để lượng chạy dao và cắt dữ liệu cao hơn, giảm thiểu việc tải dao tối đa, và kéo dài tuổi thọ cho cả dao và máy.

MỘT DỤNG CỤ ĐÁNG GIÁ GẤP ĐÔI Một quan điểm khác làm cho phay đĩa thu hút hơn đó là đối với những ứng dụng như phân khuôn,

xử lý bề mặt, và xử lý mặt sau. Một số máy công cụ đặc biệt đã được thiết kế để vận hành như thế, và phay đĩa có thể cung cấp đầy đủ chức năng để giảm số lượng máy công cụ cần thay đổi, và vì vậy làm giảm vòng thời gian. Điều này cho phép nhà sản xuất tiết kiệm thời gian sản xuất và giảm chi phí tồn kho bằng cách thay đổi dụng cụ ít thường xuyên hơn và dự trữ ít dụng cụ chuyên môn hơn.

Phay đĩa cũng rất hữu dụng trong vận hành sản xuất ở mỗi kích cỡ, từ một cho tới một triệu, trong mỗi ngành công nghiệp trong buôn bán sản phẩm gia công kim loại. Sự chú ý của những nhà sản xuất máy cắt đối với phay đĩa là khả năng truyền cho phay đĩa

THIẾT KẾ INSERT CHO NHỮNG THỬ THÁCH TRONG GIA CÔNG Gia công gang được thấy trong sản xuất những chi tiết tự động và thúc đẩy phát triển thiết bị insert 3 chiều. Trình bày bởi Nhóm Phát Triển Công Cụ của Sumitomo Hardmetal

Gang và gang mềm dễ dàng gia công hơn so với thép. Vì thế, không có vấn đề gì lớn đối với dụng cụ truyền thống đơn giản. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, vật liệu đã dần trở nên khó gia công hơn và đã có một sự chuyển đổi sang tận dụng những trung tâm gia công linh hoạt nhằm đạt dây chuyền sản xuất tốc độ và hiệu quả cao. Với tiến bộ này trong xu hướng khách hàng, hiện nay, cần có yêu cầu sản xuất insert 3 chiều thậm chí cho kỹ nghệ gang.

Máy cắt hiện đại Cấu hình của dao phay hiện đại đã được cải thiện theo nhiều cách. Loại máy cắt PowerMill PWC được phát triển bởi Sumitomo Hardmetal có cấu

26

trúc với insert được lắp ráp tiếp tuyến.

So với phương pháp kẹp truyền thống, insert được lắp ráp tiếp tuyến có sự hỗ trợ rộng hơn ở phía sau lưỡi cắt. Điều này làm tăng độ mạnh của lưỡi cắt theo tỷ lệ tương xứng.

Với độ mạnh được tăng cường, chúng ta có thể nâng cao độ tin cậy với khả năng chống tạo phoi tốt hơn bởi vì độ sâu cắt và lượng chạy dao được tăng lên. Thêm vào đó, việc kẹp đinh ốc sẽ dễ dàng hơn bởi vì đinh ốc được hướng ra ngoài và nó cũng giúp thực hiện thiết kế máy cắt nhiều răng. Chúng ta có thể đạt được hiệu quả gia công cao với lượng chạy dao từ 2~3m/phút nhờ vào những lưu ý thiết kế trên.

Với những ưu điểm vừa đề cập,

insert được lắp ráp tiếp tuyến cũng có một số thiếu sót. Insert chỉ có thể đạt được một giới hạn góc trước chính thuộc trục. Việc này dẫn đến hậu quả là độ sắc của lưỡi dao bị giảm đi. Một vấn đề khác là, không giống như những insert truyền thống có thể được đặt nền và định dạng một cách dễ dàng, insert tiếp tuyến không có được sự linh hoạt như thế và đắt đỏ hơn. Chúng ta có thể giải quyết vấn đề này bằng cách hoàn thiện một phương pháp định dạng chính xác cao. Nó đánh giá mặt trước chính của dao trong insert một cách tối ưu và cho ra một kết quả cuối cùng chính xác tuyệt đối. Với công nghệ này, lực cắt sẽ giảm đi từ 20 đến 40 phần trăm. Điều này dẫn đến kết quả là nhiệt độ cắt sẽ thấp hơn và làm giảm thiểu sự sứt mẻ cạnh phôi.

Độ chính xác và lực cắt Để có được sự cân bằng tốt nhất với những hình dạng insert đã được đề cập trước đó, chúng ta cần phải có một thứ có tính dẻo dai cao, sở hữu độ bền lâu dài và chịu nhiệt tốt dưới điều kiện vận tốc cao, lượng chạy dao cao và cắt khô.

Thêm vào đó, chúng ta có thể tìm thấy 4 nhân tố chung không ổn định trong

CUTTING TOOLS

“chung” những mức hiệu suất mới, cả tính hữu dụng chung chung và hữu dụng đặc biệt cho ứng dụng.

Nhưng chúng ta cũng cần đặt ra nhiều câu hỏi.

Làm thế nào để chúng ta có thể xác định và đo lường với kết quả tốt hơn? Chúng ta sẽ đạt được “kết quả tốt hơn” từ một quá trình hay phương pháp mới, hoặc là từ những công nghệ tối ưu hóa những gì chúng ta đã có?

Sự phát triển có nghĩa là làm cái gì đó tốt hơn, kết hợp tốc độ nhanh hơn, chính xác hơn, hoàn thiện hơn hoặc là một khả năng chưa từng có trước đó.

Việc sử dụng những dụng cụ hiện có theo một cách mới, và nhờ đó dễ dàng sử dụng hơn, là một dạng phát triển dẫn đến kết quả cuối cùng tốt đẹp hơn.

gia công gang chẳng hạn như lớp bề mặt cứng, cấu trúc hóa học, dạng đã tôi và những hạt cát dính vào bề mặt sản phẩm đúc. Điều quan trọng là chúng ta phải tạo ra một sự kết hợp giữa lớp áo và lớp nền có độ dẻo dai đáng tin cậy trong những điều kiện như thế.

Loạt phay ACK dùng cho gia công gang đã dược sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau từ việc tạo ra gia công tốc độ cao cho tới cắt ướt. Loại chính yếu ACK200 là loại cơ bản lợi dụng “Super FF Coat” CVD. Lớp bao phủ này tận dụng lớp phủ siêu mịn để hình thành nên lớp phủ siêu phẳng. Độ cứng của lớp phủ được tăng lên 30 phần trăm và độ nhám bề mặt giảm đi 50 phần trăm so với lớp phủ truyền thống.

Sự cân bằng tuyệt vời này của độ bền và độ cứng của lớp phủ đi đôi với chất nền cacbua mịn mặt sẽ làm tăng khả năng chống mài mòn và sứt mẻ.

Mặt khác, bao trùm những ứng dụng từ gia công thô đến gia công gián đoạn, ACK300 đã lợi dụng lớp ‘Super ZX Coat’ của PVD. Chứa đựng lớp bao phủ dày nanometer TiAIN và AICrN, hoặc là chất chồng lên đến hơn 1000 lớp, lớp bao phủ đa tầng này làm tăng 40 phần trăm độ cứng bao phủ và nhiệt độ bắt đầu quá trình oxy hóa tăng lên hơn 200oC, nếu chúng ta so sánh với lớp phủ truyền thống, cùng với khả năng chống ăn mòn và sứt mẻ tăng lên.

Những chuôi cứng và hình học dễ cắt của phay đĩa hiện đại làm cho chúng thích hợp trong việc áp dụng phay xicloit

Độ cứng của lớp phủ được tăng lên 30 phần trăm và độ nhám bề mặt giảm đi 50 phần trăm so với lớp phủ truyền thống

Với công nghệ này, lực cắt sẽ giảm đi từ 20 đến 40 phần trăm. Điều này dẫn đến kết quả là nhiệt độ cắt sẽ thấp hơn và làm giảm thiểu sự sứt mẻ cạnh phôi

27

CUTTING TOOLS

Bharat Forge Daun:

Hiệu quả kết hợp tính năng

Không có chỗ cho sự may rủi khi lựa chọn công cụ cho vận hành gia công. BHARAT FORGE chỉ sử dụng công cụ đã kiêm qua kiểm chứng lâu dài về tính năng sản xuất.

B

harat Forge Daun là một công ty con của Bharat Forge, một công ty thuộc tập đoàn Indian Kalyani. Công ty chuyên về gia công chi tiết gang được rèn phức tạp.

28

Sản phẩm chính của Bharat Forge Daun bao gồm chi tiết rèn khung gầm và những bộ phận khác trong xe chở hành khách, xe tải, máy móc dùng trong xây dựng và nông nghiệp. Ngoài ra, đơn đặt

CUTTING TOOLS

R: Reinhold Pollig, quản lý sản xuất cơ khí và hoạt động lắp ráp, Franz-Josef Diewald (li.), lập trình NC và tối ưu hóa quy trình, và Michael Diesel (m.), cố vấn kỹ thuật ở Walter.

hàng từ lĩnh vực đường sắt và chế tạo máy móc cũng được nhận. Khoảng 650000 bộ phận sẵn sàng cho lắp ráp được phân phối từ xí nghiệp mỗi năm.

Một lĩnh vực kinh doanh khác là chế tạo công cụ, trong đó công cụ tạo hình được sản xuất cho mục đích rèn. Cũng như công cụ và chi tiết cho ứng dụng chế tạo máy móc, gá lắp cho gia công cơ khí được sản xuất ở đây. Kinh nghiệm từ gia công cơ khí được áp dụng vào kết cấu gá lắp có hình dạng phức tạp được làm bằng gang với những chi tiết rèn.

CHỌN LỰA ĐÚNG CÔNG CỤ Không có chỗ cho sự may rủi khi lựa chọn công cụ cho vận hành gia công. Một cơ sở dữ liệu xử lý tại chỗ lập bản đồ tất cả những quy trình gia công đến từng chi tiết nhỏ nhất. Dữ liệu có tầm quan trọng chính bao gồm giá trị cắt của mỗi công cụ, tuổi thọ công cụ cũng như thời gian vận hành và thời gian không vận hành sản xuất. Kết quả thử công cụ cũng được gộp vào trong cơ sở dữ liệu.

Sử dụng phương pháp này, hệ thống có thể xác định công cụ cần thiết cho quá trình sản xuất. “Cùng với dữ liệu kỹ thuật đi kèm, các công cụ đã được kiểm chứng tạo thành một tiêu chuẩn so sánh. Một công cụ mới chỉ có thể có khả năng được xem xét để sử dụng trong sản xuất khi nó cung cấp dữ liệu tốt hơn dữ liệu của công cụ hiện tại”, Reinhold Pollig, quản lý sản xuất cơ khí và hoạt động lắp ráp tại Bharat Forge Daun, giải thích. “Tính minh bạch của dữ liệu là nền tảng để đánh giá cả cho nhà cung cấp và chúng tôi bởi nhờ đó mà khách hàng được đảm bảo”.

Với hỗ trợ từ cơ sở dữ liệu, quyết định sử dụng dao phay của Walter được đưa ra, nhằm mục đích gia công cam lái cho xe tải. Thử nghiệm được thực hiện để đảm bảo công cụ mới không được sử dụng một cách

Cam lái với bộ điều khiển hướng lên ở phía trước của dao tiện.

Chi tiết rèn được sản xuất ở Bharat Forge Daun thường phức tạp.

29

CUTTING TOOLS

Cam lái được gia công bằng dao hai trục loại BA 600-2G của SW trên một gá quay với 2 x 4 phôi gia công. Trong khi chi tiết được gia công trong máy (hình a), chi tiết hoàn thiện có thể được lấy ra và phôi được lắp bên ngoài (hình b).

ngẫu nhiên trong điều kiện thực tế, bởi vì công ty tin rằng kiểm tra chỉ có ý nghĩa khi diễn ra trong điều kiện thực tế, có nghĩa là trên máy sản xuất chi tiết hàng loạt.

Nguyên tắc áp dụng ở đây là “nó phải rõ ràng dựa trên cơ sở tính toán trước cho thấy công cụ thật sự tốt và sẽ đem lại lợi ích,” phát biểu bởi Franz-Josef Diewald, người chịu trách nhiệm lập trình NC và tối ưu hóa quy trình cho công ty.

NHỮNG YÊU CẦU CHO CHI TIẾT RÈN BẰNG THÉP Cam lái xe tải có trọng lượng khoảng 30kg được gia công bởi dao cắt hai trục loại BA 600-2G từ SW. Nhiệm vụ của dao phay là tạo mặt bích chính xác. Những biến thể cam lái khác nhau tạo ra tổng cộng khoảng 100000 cái mỗi năm.

Walter cung cấp một tuần hỗ trợ đặc biệt trước khi dao phay được đưa vào hoạt động. Kết quả toàn diện được thiết lập sau công đoạn kiểm tra kéo dài vài tuần. Tiger.tec WKP35 được sử dụng làm vật liệu dao cắt, thích hợp cho cả thép và gang. Trong trường hợp cam lái, thép tinh luyện được vi hợp kim BY được gia công. Đây là một phát triển về vật liệu của Bharat Forge, được sử dụng cho chi tiết khung gầm cần độ an toàn.

Cả hai dao phay thích hợp cho cả gia công sơ bộ và cuối cùng bởi vì nguyên liệu cần loại bỏ để có kích thước hoàn chỉnh nằm trong phạm vi từ 3 đến 5 mm.

“Lớp vỏ nguyên liệu rèn được sử dụng cần thiết phải có một vật liệu dao cắt cứng và đặc biệt có độ hao mòn thấp, bởi vì đặc tính dao động của loại hệ thống máy và mâm cặp kiểu này đòi hỏi phải sử dụng một vật liệu bền”, Michael Diesel, cố vấn kỹ thuật của Walter, nói.

TUỔI THỌ CỦA CÔNG CỤ Không những cơ sở dữ liệu đảm bảo tính minh bạch

30

mà nó còn cung cấp bảng giá cho những hoạt động gia công riêng lẻ. Ví dụ như: Để tìm ra những quá trình mà trong đó, một công cụ đặc biệt sẽ có giá. “ Có một mục tiêu được định nghĩa dựa trên giá công cụ cho mỗi phôi gia công và chúng tôi hướng tới mục tiêu này bằng biện pháp lặp đi lặp lại mà trong đó, chúng tôi liên tục nâng cao những quy trình riêng lẻ”, Reinhold Pollig nói.

Khả năng đạt cải tiến về ổn định quy trình là điều quan trọng chính đối với kỹ sư sản xuất và nhờ vậy, kéo dài tuổi thọ công cụ. Gián đoạn quy trình sản xuất do gãy dao cắt hoặc những vấn đề tương tự có nghĩa là thời gian không sản xuất dài hơn. Điều đặc biệt không mong muốn là gián đoạn luồng công việc.

Và đây là lĩnh vực công ty khó tiếp tục làm việc.

Robot được sử dụng vào sản xuất cam lái.

Robot được lập kế hoạch để hỗ trợ cho trung tâm gia công, nơi chi tiết được phay và khoan. Sớm muộn gì, toàn bộ quá trình sản xuất sẽ trở thành một dây chuyền tự động với những hoạt động nối tiếp nhau. “Quy trình đơn lẻ ổn định và có khả năng dự đoán được là cần thiết để cài đặt chế tạo hoàn toàn tự động”, Pollig nhấn mạng, “và công cụ có tính năng và tuổi thọ cao góp phần tạo nên yếu tố căn bản.”

Cơ sở dữ liệu cũng được sử dụng để tính toán tuổi thọ công cụ. Mục đích ở đây là để phân loại các công cụ dựa trên tuổi thọ nhờ đó các công cụ này cũng có thể được phân thành nhóm. Ví dụ như nhóm 1 có giá trị tuổi thọ là 50, nhóm 2 có giá trị 100, nhóm 3 có giá trị 150 và vân vân. Điều này làm cho việc lên kế hoạch thay thế công cụ dễ dàng hơn bởi vì tần số thay đổi dao cắt được nhóm lại với nhau. Dao cắt của nhóm 2 được thay đổi khi dao cắt nhóm 1 được thay lần 2 và cùng với lần thay đổi thứ 3 của nhóm 3; nhóm 2 một lần nữa với chu kỳ thay đổi lần thứ 4, vân vân.

ASIA PACIFIC METALWORKING

The Engineering Journal For Manufacturing,Automation & Quality Control

RIGHT

Make The �������� ���

�������� ����

��������

Marketing Choice

�������� �������� ��������� ��������

����

�������� ��

��������

�������

���������� ��

� ��

�������

��

����������

���������� � ����������

��������� ��� �

����������

�

�

�

�

�

�

�

�����������

��������

�����������

��������

Get The Best Returns For Your Ad $$$ The only BPA audited metalworking magazine in Asia Pacific Distributed at all major metalworking exhibitions For the year 2007, we have achieved:

17% increase in audited print readership 33% increase in readers enquiries 10% increase in e-book readership Contact us at derickchia@epl.com.sg or visit www.equipment-news.com

etm

Eastern

Trade Media Pte Ltd an Eastern Holdings Ltd company

MEASUREMENT

CHAPTER 4

Đo lường và kiểm tra Vô số hệ thống đo lường đã và đang tạo ra một số lượng còn lớn hơn các phần mềm đo lường. AUGUSTINE QUEK trình bày.

C

ác phép đo lường đã được thực hiện từ thời tiền sử. Hệ thống đo lường đồng bộ được biết đến sớm nhất đã được tạo ra trước đây vào thiên niên kỷ thứ 3 và thứ 4 trước Công nguyên, khi mà xã hội nguyên thủy cần những phương pháp đo lường sơ khai dùng cho việc xây dựng, sản xuất, buôn bán và nhiều công việc khác. Sáu ngàn năm sau đó, ngành khoa học đo lường đã đi từ việc dùng tay và chân đến việc dùng hoạt tính của chất bán dẫn trong máy vi tính.

Ngày nay, việc đo lường công nghiệp sử dụng máy dò kích hoạt cảm ứng, máy quét laser hoặc hệ thống

32

thị giác hầu hết chạy bằng phần mềm; những chương trình đo lường, hoặc là được tải vào hoặc là tích hợp vào hệ thống phần cứng, cho phép dữ liệu cần đo được đăng nhập, lưu trữ, phân tích hoặc thao tác để chính xác hơn và trên hết là chất lượng sản phẩm tốt hơn.

Chẳng hạn, Horizon, từ hệ thống đo lường công nghiệp Leica (IMS), là phần mềm đo lường hiện đại điển hình được sử dụng rộng rãi và nhiều chức năng đa dạng. Hệ thống đo lường công nghiệp Leica IMS phát biểu rằng đây chính là bộ phần mềm đầu tiên được đưa ra thị trường cho phép kỹ sư thực hiện nghiên cứu

MEASUREMENT

đảo ngược và những ứng dụng xây dựng và kiểm định 3D trong một nền tảng tiêu chuẩn cho công nghiệp.

Gần đây, Horizon được triển khai bởi những nhà sản xuất hàng đầu như British Aerospace Systems và Airbus. Phần mềm này cho phép người sử dụng thả và kéo các số đo một cách chọn lọc, cũng như quan sát, xác nhận, báo cáo và chỉnh sửa dữ liệu này trong thời gian thật suốt một quá trình thu thập dữ liệu. Mặc dù Horizon chỉ làm việc với duy nhất phần mềm AutoCAD Mechanical 6, chương trình này có thể chạy trên tất cả hệ điều hành máy tính cá nhân phổ biến như Windows 98, 2000 và NT. Horizon còn mang đặc điểm là có cổng vào trực tuyến tới dữ liệu đối tượng. Những dữ liệu đối tượng 3D có thể được xác nhận trực tuyến một cách nhanh chóng suốt quá trình đo lường. Phần mềm này kết hợp giữa khả năng phân tích thời gian thực với sự liên kết tự động và điểm đặc trưng hình học. Đặc điểm tường thuật trực tuyến của Horizon quản lý tất cả dữ liệu trong suốt quá trình đo lường. Hệ thống này cũng có thể nhập dữ liệu trọng tâm được số hóa hầu như từ bất cứ nguồn nào, và xử lý chính xác tất cả các dạng dữ liệu, bao gồm một môi trường đồ họa CAD 3D với sự truyền thông trực tuyến trong thời gian thực có thể so sánh với CAD. Những điểm nổi bật khác của Horizon bao gồm sự hiển thị độ lệch số hóa hay đồ họa, thuật toán phù hợp với hình dáng và sự sắp xếp màu sắc. Những công cụ phần mềm cần thiết cho việc xác định đường và mặt phẳng NURBS từ những tập hợp điểm cũng được cung cấp.

Một chức năng phổ biến trong phần lớn phần mềm kiểm tra đo đạc hiện đại là khả năng khớp dữ liệu chi tiết đo với miêu tả hình dung.

SỰ SO SÁNH TỪNG PHẦN VỚI CAD Một chức năng phổ biến trong hầu hết các phần mềm đo lường kiểm tra hiện đại là khả năng khớp dữ liệu chi tiết đo với miêu tả hình dung. Một phương pháp so sánh phổ biến liên quan đến phân tích thành phần vật lý thành vô số những điểm dữ liệu định hướng trong một không gian 3 chiều hoặc một tập hợp điểm.

Một ví dụ về cách thức hoạt động này có thể được tìm thấy trong PolyWorks/Inspector. Phần mềm đưa ra một bộ công cụ hoàn chỉnh cho việc so sánh các dạng và tiểu sử (từng phần với nhau hoặc từng phần với CAD). Nó cũng bao gồm cả khả năng phân tích dung sai và chiều hình học (GD&T) cũng như một loạt đáng kể các công cụ hiệu chuẩn mềm.

Nó có thể sắp hàng một cách chính xác bất cứ vật thể nào được quét vào mô hình tham khảo của nó bằng cách dùng những kỹ thuật tinh vi sắp xếp từ điểm đến mặt phẳng, như sắp xếp thích hợp nhất một cách thông minh, sắp xếp dựa trên tính chất hoặc dựa vào những điểm tham khảo (RPS hoặc là mục tiêu dữ liệu). Khả năng xử lý những bộ dữ liệu lên đến 100 triệu điểm của Polyworks/Inspector cho phép chúng ta so sánh những tập hợp điểm số hóa với những mô hình tham khảo thông qua một loạt các kỹ thuật so sánh từng phần với CAD và từng phần với nhau.

Việc này bao gồm sự so sánh toàn bộ với đường biên hoặc mặt phẳng CAD, sự phân tích mẫu tiêu biểu, sự đo lường tương tác, và báo cáo bằng cách so sánh các điểm. Phương pháp luận đo lường GD&T cho phép ta tự động chọn lọc những số đo trực tiếp trên những tập hợp điểm được số hóa, thông qua việc tự động chọn lọc những nét đặc trưng từ những mô hình CAD và tự động điều chỉnh những nét đặc trưng này vào những tập hợp điểm. Những công cụ hiệu chuẩn mềm Polyworks/ Inspector bao gồm những dụng cụ đo Flush và Gap lập trình được, thước kẹp, thước đo bán kính và độ dày có khả năng tự động hóa toàn bộ quá trình kiểm tra.

Một phần mềm kiểm tra tập hợp điểm khác là Focus Inspection của Metris. Đây là phần mềm vừa cho ra mắt phiên bản 8.3 trong thời gian gần đây. Phiên bản này tập trung vào việc tăng cao năng suất thông qua một số các đặc tính cải tiến mới được ra mắt. Hiện tại nó có thể xử lý những tập hợp điểm kích thước lớn hơn, giúp tăng nhanh quá trình kiểm tra từng phần với CAD. Phần mềm này bao gồm toàn bộ quá trình, từ việc tiền xử lý những dữ liệu tập hợp điểm thô, thông qua việc so sánh thực tế giữa mô hình đo lường và mô hình danh nghĩa với việc tường thuật lại những kết quả sau cùng. Phần mềm Focus Inspection đưa ra những nét đặc trưng và sự kiểm tra đầy đủ từng phần tới CAD bắt đầu từ dữ liệu tập hợp điểm hoặc mạng lưới được lấy dựa trên giải pháp quét cầm tay hoặc nhờ vào CMM.

33

MEASUREMENT

Focus Inspection 8.3 hỗ trợ những tập hợp điểm lên đến 90 triệu điểm đủ để phân tích những vật thể lớn chẳng hạn như một chiếc xe hơi hoàn chỉnh.

Người sử dụng cũng có thể lựa chọn đẩy nhanh hơn tiến trình kiểm tra từng phần tới CAD bằng việc chuyển đổi mô hình danh nghĩa CAD thành một mô hình mạng lưới cô đọng nhưng gần nhất với thực tế. Vì vậy, việc lựa chọn giữa độ chính xác tối đa hoặc năng suất tối đa phụ thuộc vào ứng dụng này.

Chức năng tường thuật của phần mềm này cũng đã thực hiện nhiều điểm tiến bộ. Sự so sánh những đặc trưng có thể được xuất thành định dạng DMIS, một tiêu chuẩn được Tiêu Chuẩn Đo Lường Kích Thước Consortium đưa ra.

TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM Đối với việc đo lường trong phòng thí nghiệm, một hướng mới đang được vạch ra thông qua việc sử dụng mô phỏng. National Instrument’ (NI) LabView SignalExpress, phần mềm đo lường tương tác cho phép nhà thiết kế dễ dàng kết hợp dữ liệu mô phỏng với việc đo lường trong một môi trường de sử dụng, kéo thả không đòi hỏi được lập trình. Phần mềm hợp nhất với phần cứng thu thập dữ liệu NI dựa trên PC và những dụng cụ modun để thực hiện một cách nhanh chóng, tương tác những nhiệm vụ chung trong giai đoạn thiết kế của chu kỳ phát triển sản phẩm như là quá trình đặc trưng hóa thiết bị, đo quét tự động, kiểm tra giới hạn và ghi lại số đo.

Kỹ sư có thể cải thiện hiệu quả đo lường bằng cách sử dụng hơn 200 chức năng phân tích và xử lý, tần số xuất hiện, thời gian và phân tích thống kê, để phân tích dữ liệu khi các kỹ sư thu thập chúng. Bằng cách phân tích dữ liệu trong khoảng thời gian thực tế suốt quá trình thu thập dữ liệu, những lỗi thiết kế và đo đạt có thể được nhận ra sớm hơn và chúng ta sẽ nhanh chóng điều chỉnh bổ sung làm giảm thiểu việc phải đo đạt lại.

Sau đó họ có thể sử dụng lại những số đo này trên nền sản xuất bằng cách tự động phát ra mã đồ họa LabView. Dữ liệu mô phỏng cũng có thể được nhập từ nhiều nguồn mô phỏng chẳng hạn như chương trình Đo đạc quốc gia Multisim, một phần mềm được sử dụng rộng rãi trong việc phân tích sự mô phỏng tương tác Spice và chu vi, để đưa vào LabView SignalExpress nhằm so sánh với dữ liệu thực tế.

Phần mềm Quindos sử dụng phương pháp đo lường Hexagon có lẽ là phần mềm mạnh nhất cho việc kết hợp những máy móc đo đạc trong lĩnh vực đo lường kết hợp theo chiều. Nó có tất cả các chức năng cơ bản của một phần mềm đo lường và có cả sự lựa chọn cho việc đo lường đặc biệt hơn.

34

Nhờ vào cấu trúc mở mà Quindos chẳng những có thể kết nối được với các máy đo lường kết hợp của nhóm Hexagon, mà còn chạy được trên nhiều máy của nhiều nhà chế tạo khác nhau.

Chạy trên những PC với hệ điều hành mới nhất, chứng chỉ Quindos Basic cung cấp tất cả những lệnh cần thiết cho kiểm định chi tiết tiêu chuẩn, chẳng hạn như là khối máy, hộp số, ... Nó cũng bao gồm những đặc tính giống như ước lượng Dạng và Vị Trí Thực theo tiêu chuẩn ISO, sơ đồ lập trình tự do, phát ra những điểm thăm dò và nhiều hơn thế nữa. Bên cạnh chức năng cơ bản, còn có khoảng 35 chức năng khác, đáp ứng hầu hết những yêu cầu đo lường và hình học đặc biệt.

Ví dụ. gói phần mềm Bánh Răng có thể tự động phát ra đường công cụ, điểm thăm dò và những vạch quét cho máy đo đạc bằng cách dùng thông số của bánh răng danh nghĩa. Cường độ và sự hao mòn có thể được đo bằng cách tự định tâm, quét hoặc thăm dò điểm đơn lẻ. Nó cho phép chúng ta cải biến mặt nghiêng và đường xiên, bằng cách dùng bán kính, đường thẳng, đa thức và parabol hoặc là sự kết hợp từ bất cứ yếu tố nào kể trên.

Thêm vào đó, tùy chọn cũng cho phép kiểm định bánh răng răng cưa, then trượt phức tạp và bánh răng ly hợp.

MỘT VÀI CHI TIẾT Tùy chọn Đo Lường Palet Chi Tiết chỉ cho phép một số ít chi tiết được lắp lên gá và tự động kiểm định toàn bộ trên một máy đo tọa độ 3D. Các chi tiết có thể có cùng hoặc khác loại. Thứ tự đo lường có thể được tự do lựa chọn. Ngay cả những vật thể hình

Ngày nay, đo đạc công nghiệp sử dụng đầu dò nút chạm, máy quét laser, hoặc hệ thống thị giác hầu hết được điều khiển bằng phần mềm.

MEASUREMENT

Từ thu thập, so sánh, kiểm tra và lưu giữ tín hiệu đo lường, cho đến chức năng đa cảm biến với công cụ đa dạng, phần mềm đo lường và kiểm định sẽ tiếp tục được mở rộng với những đặc tính và tính hữu dụng gia tăng chưa từng có.

học phức tạp chẳng hạn như bánh răng nón xoắn ốc, máy nén đinh ốc hay máy cắt dao phay cũng có thể được kiểm định với một máy đo lường tọa độ được lắp ráp và đo đạc trên pa-let mà ko cần bàn xoay.

Phương pháp khác để chuyên môn hóa là thông qua sự tùy biến. HBM đã đưa ra EasyScript cho phần mềm đo lường catmanEasy nhằm giúp cho việc thực hiện những thao tác như đo lường, tính toán và phân tích trở nên dễ dàng. Sử dụng VBA (Visual Basic cho Ứng dụng) cho ngôn ngữ nguyên bản, EasyScript có thể tùy biến việc thu thập dữ liệu và phân tích giải pháp cho những yêu cầu riêng lẻ.

Nó có một chức năng xây dựng mã để hỗ trợ việc lập trình những chuỗi sự kiện tùy biến, với tất cả chức năng sẵn có được trình bày dưới dạng văn bản thô, và theo một cấu trúc có thứ tự rõ ràng. Nếu một chức năng được lựa chọn, EasyScript sẽ phát ra những dòng mã được yêu cầu. Những đối tượng sẵn có và thông số để nhập lệnh được cung cấp bởi một chức năng gọi là Intellisense của phần mềm. Chuỗi sự kiện có thể được bắt đầu một cách tự động, ví dụ, sau mỗi lần đo lường, hoặc là một cách thủ công bằng việc ấn nút. Những

yếu tố nhập lệnh tùy biến như là nút bấm, hộp chọn, và vùng nhập có thể được đặt trên những ô giúp cho người sử dụng có thể tương tác từ lệnh nhập riêng lẻ. ĐO LƯỜNG BẰNG TIA LASER Bên cạnh CMM, máy quét laser cũng được tích hợp vào phần mềm đo lường chuyên dụng cho những mục đích sử dụng đặc biệt. Chẳng hạn như, Faro Technologies có gói phần mềm chuyên dụng nhằm nâng cao khả năng của dòng sản phẩm LS máy quét Laser phổ biến. Những gói phần mềm được phát triển với sự giúp đỡ của những đối tác vốn là công ty đi đầu trong mỗi lĩnh vực: Autodesk, ATS, Inn.Tec-JRC, INOVx, BitWyse, Geomagic và nhiều công ty khác.

Mỗi gói phầm mềm đưa ra một giải pháp chuyên môn cho những chuyên viên trong ngành kiến trúc, bảo tồn lịch sử, điều tra pháp y, đào hầm và khai mỏ, thiết kế sản phẩm và quản lý chất lượng, cũng như nhà máy điện, tái lập quá trình điều hành máy móc và quản lý tài sản. Máy tính có thể ghi lại 120,000 điểm mỗi giây để tạo nên một mô hình số hóa, hoặc thực hiện phân tích, đánh giá dựa trên một mô hình hiện hữu cho

35

MEASUREMENT

bất cứ việc gì cần đến đo lường 3D cực kỳ chi tiết.

Gói phần mềm Faro Architecture với Autodesk ADT có thể được sử dụng để tạo mẫu nhà nhanh. Thư viện Đối tượng tổng hợp không những đẩy nhanh quá trình tạo mẫu, mà còn lấp đầy cơ sở dữ liệu để thống kê nhanh chóng những thành phần xây dựng đã được sử dụng nhằm vào việc tính toán và báo cáo chi phí.

Faro Design Studio với Studio 8 của Geomagic hỗ trợ kỹ thuật đảo chiều và thiết kế những sản phẩm lớn, tượng đài và những vật có hình dáng tự do khác.

Nó tự động phát ra một mô hình số chính xác từ một tập hợp điểm. Faro Compare với Qualify 8 của Geomagic cho phép so sánh ngay lập tức giữa những sản phẩm lớn và những vật có hình dáng tự do khác ở dạng tập tin gốc CAD. Nó được sử dụng để tối ưu hóa vật phẩm đầu tiên và quá trình kiểm định sản phẩm, đánh giá công cụ và phân tích sự nẩy ngược.

Xử lý, năng lượng và đặt ống dẫn Faro với PlantLINx của INOVx giúp thực hiện quá trình hóa dầu, hóa chất, thực phẩm, năng lượng và những ngành công nghiệp xử lý khác để tải dữ liệu quét, sau đó nhận dạng ống dẫn, thành phần thép và những nguyên tố khác để thiết kế một mô hình nhà máy xử lý.

Những thiết kế này có thể được xuất thành AutoCAD, Intergraph và AVEVA. Gói phần mềm cùng loại với LASERGENSuite của BitWyse tạo một đường dẫn trực tiếp đến Microstation, AutoCAD, Aveva và Intergraph.

Nó cũng giúp nhận biết va chạm, nhận dạng ống dẫn và quản lý dữ liệu của những tập hợp điểm lớn.

Tất cả những công cụ này kết hợp trực tiếp với Faro Scene, một phần mềm dễ sử dụng, hiệu suất cao của công ty được dùng để xem, quản lý, định cỡ, lọc và điều khiển những tập hợp điểm lớn 3D được thu thập bởi máy Faro Laser Scanner LS. HỆ THỐNG THỊ GIÁC Hệ thống thị giác là loại máy thứ ba được sử dụng trong đo lường, thay vì đầu dò nút chạm và máy quét laser. Dẫn đầu thị trường trong lĩnh vực này là phần mềm đo lường PC-DMIS, phần mềm đo lường được sử dụng rộng rãi nhất, với hơn 20000 chi nhánh khắp thế giới, được phát triển bởi tập đoàn Wilcox.

PC-DMIS Vision là một trong những sản phẩm phần mềm của Wilcox tích hợp CAD không ghép nối với thiết bị thị giác vào quá trình đo lường. Modun này bao gồm khả năng điều chỉnh vượt trội, một phần bổ sung đầy đủ của dụng cụ lọc và nhắm mục tiêu và đặc tính AutoShutter độc nhất, để cho máy thủ công chạy tự động một cách hiệu quả trong một tầm quan sát cho trước. Đối với máy đa cảm ứng, người sử dụng có thể chuyển đổi giữa thăm dò thị giác và xúc giác theo nhu

36

Những chương trình đo lường, hoặc là được tải vào hoặc là tích hợp vào hệ thống phần cứng, cho phép dữ liệu cần đo được đăng nhập, lưu trữ, phân tích hoặc thao tác để chính xác hơn và trên hết là chất lượng sản phẩm tốt hơn.

cầu mà không cần phải tái định cỡ đầu dò. Bổ sung dụng cụ thị giác không ảnh hưởng đến bất cứ dụng cụ sẵn có nào quen thuộc với người sử dụng thăm dò xúc giác, bởi vì nó có sẵn một giao diện chung cho người sử dụng, khi đầu dò xúc giác được dùng.

PC-DMIS Vision cũng bao gồm những đặc tính lập trình ngoại tuyến tiên tiến, với một môi trường thị giác được mô phỏng trong chế độ ngoại tuyến, bao gồm mô phỏng ánh sáng, phóng đại và kiểm soát tâm điểm. Điều này cho chương trình được tạo ra từ CAD trong môi trường ngoại tuyến, giữ cho máy thị giác luôn sẵn sàng để cho sản xuất bất cứ lúc nào. Khi di chuyển một chương trình tới máy, đặc tính Tự Điều Chỉnh của PCDMIS tự động điều chỉnh thông số thị giác của chương trình đối với môi trường thực, tự động bù trừ với thông số của máy cho tình trạng ánh sáng xung quanh.

Vô số hệ thống đo lường đã sản sinh ra thậm chí một số lượng lớn hơn các phần mềm đo đạc.

Từ thu thập, so sánh, kiểm tra và lưu giữ tín hiệu đo lường, cho đến chức năng đa cảm biến với công cụ đa dạng, phần mềm đo lường và kiểm định sẽ tiếp tục được mở rộng với những đặc tính và tính hữu dụng gia tăng chưa từng có.

MEASUREMENT

TRỎ VÀ NHẤP Renishaw OMV cho phép kiểm tra dạng CMM 3D trên dụng cụ máy CNC với phương pháp trở và nhấp đơn giản.

Renishaw OMV là một gói phần mềm kiểm chứng cho những người sử dụng dụng cụ máy có nhu cầu dùng phần mềm kiểm tra mạnh, cung cấp kiểm chứng 3D với mẫu CAD theo dạng máy đo tọa độ (CMM). Phần mềm nhắm đến nhà sản xuất chi tiết phức tạp và lớn, như dụng cụ đúc khuôn, và kết hợp dạng tự do

và đặc điểm hình học. Một phương pháp trỏ và nhấp đơn giản có nghĩa là người sử dụng có thể thấy đường dẫn kiểm tra được tạo ra, và thay đổi nếu cần thiết.

Sử dụng Renishaw OMV cho kiểm tra cho phép nhà sản xuất phát hiện lỗi sớm hơn và sửa lỗi trước khi chi tiết bị lấy ra khỏi máy gia công. Khả năng kiểm tra xem chi tiết sắp đạt đặc điểm kỹ thuật ở mỗi công đoạn trong quá trình sản xuất sẽ tiết kiệm thời gian,

dữ liệu đo vào mẫu một cách “phù hợp nhất”, giảm sai lệch và lỗi, bằng cách bỏ đi ràng buộc về thẳng hàng và chuẩn.

OMV cho hiển thị hình ảnh về sai lệch được đo và lỗi trên mẫu CAD rõ ràng, chỉ cho biết nếu một điểm đo nằm trong, trên hoặc dưới dung sai, và có thể cung cấp “bản đồ màu” về độ chính xác của thành phần. Báo cáo kiểm tra dung sai cung cấp dẫn chứng tài liệu theo thủ tục về hình học của thành phần, vốn có thể được kết hợp với mặt cắt của

giảm số lượng chi tiết bị đập bỏ và tăng độ tin cậy.

Kết hợp với đầu dò xúc giác Rengage của Renishaw, nó cung cấp độ chính xác cao trong kiểm định chi tiết trên máy gia công. Đầu dò không quét, chính xác cao, như là MP700 và OMP400 với đầu dò xúc giác siêu gọn, lý tưởng cho kiểm tra 3D thường xuyên được thực hiện với OMV. Dữ liệu bề mặt được đo đạc và gửi tới PC, nơi thuật toán đo đạc dạng CMM mạnh mẽ sẽ xử lý dữ liệu. Đặc điểm như đường tròn, trụ, nón, cầu và mặt phẳng nhiều điểm hiện tại có thể được đo đạc với độ chính xác cao, và thuật toán mạnh mẽ để khớp nhóm

mẫu CAD. Tập tin CAD có thể được sử dụng với OMV bao gồm định dạng DXF và DWG của Auto CAD, Catia, SDRC, Unigraphics và Pro/Engineer, cũng như những dạng chuẩn của IGES, Parasolid, STEP và STL. Phần mềm chạy trên hàng loạt các dụng cụ gia công, bao gồm những loại được lắp với bộ điều khiển của Fanuc, Mazak ISO, Pro3, Yasnac, Hitachi Seiko, Mitsubishi, Siemens và Heidenhain.

Dựa trên thông tin cung cấp bởi Renishaw www.renishaw.com

Renishaw OMV lý tưởng cho các nhà chế tạo chi tiết phức tạp như công cụ đúc khuôn, để có thể kiểm tra chi tiết hoàn thiện ngay trên máy.

Mô phỏng chu trình kiểm tra đặc điểm hình học.

Báo cáo bằng hình ảnh về sai lệch được đo và lỗi trên mẫu CAD.

37

MEASUREMENT

Những quy luật về tính di động

ActiCM

AUGUSTINE QUEK trình bày những vấn đề tác động đến hệ thống đo lường di động

H

ệ thống đo lường được định nghĩa bởi Cục Đo Lường Quốc Tế là ”...khoa học đo đạc, kết hợp cả thí nghiệm lẫn lý thuyết để xác định ẩn số trong bất kỳ lĩnh vực khoa học và công nghệ.” Điều này bao gồm đo đạc kích thước và không kích thước, như màu sắc, độ dẫn nhiệt hoặc dẫn điện và các tính chất khác.

Nhóm thiết bị đo lường công nghiệp chính là

38

các máy đo toạ độ (CMM), các thiết bị đo lường khác bao gồm các thước đo, compa đo ngoài, trắc vi kế, máy đo biên dạng dùng tia laser và các thiết bị quang học (máy ảnh, kính hiển vi, vv).

Các hệ thống đo lường di động, bao gồm máy CMM di động, là hệ quả đương nhiên từ quá trình kết hợp các máy đo cầm tay truyền thống với những nhu cầu công nghiệp tinh vi, hiện đại. Hiện tại, những hệ

MEASUREMENT

thống này bao gồm từ hệ thống thăm dò di động sử dụng nút cảm ứng cơ học đến laser, máy thăm dò nhiệt và các máy ảnh có độ phân giải cao, và phần mềm đi kèm.

MÁY THĂM DÒ CƠ HỌC Thiết bị đo kích thước, như loại sản xuất bởi Mahr Federal, là một trong những hệ thống nhỏ nhất. Máy đo chất lượng bề mặt di động Pocket Surf PS1 chỉ cân nặng khoảng 40g và có thể đo hơn 24 thông số chất lượng bề mặt bằng bộ phận dò cảm ứng có độ phân giải cao. Máy PS1 cung cấp hàng loạt các đặc điểm, bao gồm bộ nhớ, cổng kết nối USB, phần mềm PC tuỳ chọn, và một biên độ đo đạc rộng, làm tăng tính linh hoạt của thiết bị cho hàng loạt các ứng dụng.

Ví dụ, lực đo thấp 0.7mN của Pocket Surf PS1 có lẽ là lực nhỏ nhất được sử dụng trong ngành.

Màn hình thiết bị lớn nên chỉ cần nhìn thoáng qua vẫn thấy được số liệu đo đạc và tất cả các chức năng được hiển thị ở dạng văn bản thuần túy. Chiều dài giới hạn có thể được chọn tự do và bộ phận hiệu chỉnh chủ được lắp sẵn vào thiết bị nên không cần dùng đến hệ điều chỉnh bên ngoài. Biên độ đo rộng lên tới 350um được củng cố bởi khả năng xoay cũng như chuyển động theo chiều dọc của PS1.

Máy có thể đo ngược, được lắp lên một bề mặt dẹt hoặc giá đo, hoặc thậm chí vuông góc với bề mặt tiếp xúc với một mặt cuối khối chữ V tuỳ ý. Các bộ cảm biến được cung cấp vào máy làm tăng độ linh hoạt. Ví dụ, một bộ cảm biến có thể được dùng để đo các lỗ khoan với bán kính nhỏ cỡ 3mm. Một bộ cảm biến hai trượt có thể được dùng để đo bề mặt tấm kim loại và trục lăn; một bộ nữa được thiết kế để sử dụng cho các mặt lồi và lõm; và vẫn còn những bộ khác dùng để đo những điểm nằm sâu trong rãnh.

Cải tiến trong khả năng đo di động còn có thể thấy ở thiết bị Surtronic 25 của Taylor Hobson. Thiết bị chạy bằng pin này hoàn toàn di động, cực kì linh hoạt, và dễ sử dụng. Thiết bị cung cấp hàng loạt những đặc tính bao gồm chu kỳ đo nhanh, menu vận hành trực giác, cơ chế nâng đầu đo có một không hai, phần mềm Talyprofile mạnh mẽ và bộ cảm ứng lẫn đồ phụ tùng có thể hoán vị.

Cơ chế nâng đầu đo được thiết kế độc đáo cho phép điều chỉnh 50mm theo chiều thẳng đứng và xoay bộ cảm ứng tới vị trí đo khác nhau, bao gồm đo góc vuông hoặc lộn ngược. Máy chỉ có 2 nút nên dễ dùng, cho phép người sử dụng lướt qua menu và lựa chọn trước khi ấn nút “Đo” để tính toán và hiện thị đồng thời đến 10 thông số trên 1 màn hình LCD lớn.

Một ví dụ điển hình cho CMM di động là máy CMM di động Stinger IIi của Romer, với chức năng kiểm định mạnh và khả năng đo tọa độ đảo ngược.

Stinger IIi là một máy CMM giá phải chăng, nhẹ với

Một nhóm chính của hệ thống đo lường công nghiệp là máy đo tọa độ

các tính năng cao cấp như là kỹ thuật Quay Vô Hạn được cấp bằng sáng chế của Romer, một Hệ Thống Đối Trọng Zero-G mới, và các đầu dò phản ứng nhanh nhạy thông minh giúp loại bỏ nhu cầu dùng dụng cụ hoặc tái hiệu chỉnh. Loại đầu dò do người vận hành lắp vào được tự động nhận biết và điều tiết bởi hệ thống.

Máy Stinger IIi kết hợp kỹ thuật Quay Vô Hạn trục chính được cấp bằng sáng chế của Romer có khả năng tự do kiểm định những vùng khó chạm đến trên một chi tiết. Hệ thống Đối Trọng Zero-G bù lại trọng lượng của cánh tay đòn và đầu dò 1 cách hiệu quả, giúp vận hành dễ dàng và thực hiện bằng một tay, giảm bớt mệt mỏi đáng kể cho người điều khiển. Một đặc trưng khác là các cánh tay đòn được định độ dài theo tiêu chuẩn NIST. Điều này cho phép người vận hành dễ dàng kiểm tra và ghi lại dữ liệu hoạt động của hệ thống theo tiêu chuẩn ISO. Thiết kế cực kì lưu động của Stinger nặng từ 3.6 tới 4.5 kg (8 tới 10 pound) cho phép cánh tay đòn dễ dàng di chuyển trong khu vực hoạt động.

Mặc dù nhẹ, ống tay đòn chế tạo từ sợi cacbon tổng hợp bền hơn rất nhiều so với thép và có kích thước ổn định ở bất cứ nhiệt độ nào. Máy Stinger IIi hiện nay có các cấu hình 8, 10 và 12 chân.

Thêm những cải tiến trong thiết kế cánh tay đòn có thể thấy ở thiết bị Sigma từ Axila Inc (Farmington Hills, MI). Máy Sigma có cánh tay đòn chính xác và linh hoạt nhất nhờ áp dụng khái niệm tháo ráp độc đáo. Máy cũng cho phép nâng cấp chiều dài cánh tay đòn, một sự đột phá chính trong thế giới CMM di động. Cánh tay đòn Sigma trên thị trường có 8 chiều dài tiêu chuẩn từ 6 feet tới 17 feet, lắp đặt theo yêu cầu khách hàng. Chiều dài được nối thêm tạo nên tầm với dài nhất so với tất cả các loại tay đòn hiện có trên thị trường , không cần sự hỗ trợ của các thiết bị cảm ứng, tay vịn ngang hoặc các hệ

39

MEASUREMENT

thống nối dài khác, và đây loại máy quét laser quay cũng là cánh tay đòn 6 trục đầu tiên được giới thiệu di động lớn nhất thế giới. trên thị trường. G-Scan Để tự chỉnh chiều cắm vào Sigma đồng thời dài sau khi mua, hai ống với các đầu dò tiếp xúc, than graphit tạo phần thông qua trục quay của chính của cánh tay đòn có G-Scan, không cần sử thể được thay đổi thành dụng cánh tay đòn quét chiều dài thích hợp hơn, 7 trục chuyên dụng. tùy vào ứng dụng. Những thay đổi trên cánh tay ĐO LƯỜNG KHÔNG đòn được thực hiện từ 1 TIẾP XÚC thiết bị của Axila và sau Sự phát triển nhanh khi cánh tay đòn mới chóng của các hệ thống được chuyển đổi, tái kiểm không tiếp xúc di động định cần được thực hiện. trong những năm gần Sigma cũng có thể xem như đây là bằng chứng cho những Nhu cầu giảm dung sai, tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian kiểm tra gia tăng là thiết bị CMM di động đầu tiên cải tiến trong thiết bị cảm ứng dẫn đến việc các thiết bị được điều khiển có Ethernet với địa chỉ IP riêng, quang học và năng lượng. Các bằng phần mềm tốt và tinh vi hơn có thể cắm vào máy tính hoặc hệ thống đo lường không tiếp nối trực tiếp vào mạng. Sigma xúc ngày nay có thể đạt được độ kết hợp thiết kế cơ học rất mạnh nhưng nhẹ, bắt đầu chính xác và độ phân giải tương đương với các đầu dò với 10 pound, hoàn thiện với các thiết bị mã hoá mới tiếp xúc, cùng với tốc độ quét nhanh hơn, các số lượng với độ phân giải cao và các thiết bị điện tử thu nhỏ. đo lớn hơn và thời gian quay vòng cũng ngắn hơn.

Khả năng linh hoạt cao và thiết kế thông minh Một ví dụ tiêu biểu là thiết bị MobileScan3D của Sigma cũng cho phép thực hiện các phép đo với cả của Steintek, một hệ thống lưu động đa trục dùng đầu dò tiếp xúc và máy quét laser G-Scan của Axila, trong các ứng dụng đo lường không tiếp xúc, bao

MÁY ĐO TỌA ĐỘ VIDEO DÙNG ĐỂ ĐO CHI TIẾT TẠI CHỖ Thị giác nổi, phép đạc tam giác quang học và phép quang trắc là những định luật đằng sau thiết kế máy đo 3D có thể đem đến tận chi tiết. Trình bày bởi Antonio Mendes Nazare.

Các máy đo tọa độ là các hệ thống điều khiển chất lượng được sử dụng để kiểm tra độ chính xác kích cỡ và hình học của các sản phẩm được

40

sản xuất, từ những đồ nhựa nhỏ đến các chi tiết kim loại lớn trong không gian 3 chiều.Thông thường, những thiết bị này là những cấu trúc

lớn trên một đế nặng bằng đá granit.

ActiCM đã phát triển Actiris350, một hệ thống dựa trên thị giác, đa chức năng, cầm tay, nặng không tới10kg và không có dây hay các chỗ nối cơ học nào giữa đầu dò hạng nhẹ và đầu cảm biến quang học của nó, thiết bị đo chính.

Bộ cảm biến quang học kết hợp các định luật máy nhìn nổi, phép đạc tam giác quang học và phép quang trắc. Các gương phản xạ được lắp trên đầu dò phản xạ các tia hồng ngoại từ đầu cảm biến quang học. Hai máy ảnh kĩ thuật số ở hai đầu của đầu quang học nhận hình ảnh từ những mục tiêu này và gửi chúng

MEASUREMENT

tới một máy tính xách tay để tái tạo các yếu tố được dò ra trong không gian vật thể và, từ đó, dò ra vị trí của đầu dò.

Phép quang trắc là một công nghệ do nhà đo đạc người Pháp Dominique Arago đã đặt nền tảng ở giữa thế kỉ 19, khi mà nhiếp ảnh vẫn còn sơ khai. Công nghệ này sử dụng quá trình đạc tam giác để quyết định dữ liệu 3D trong thể tích đo từ những bức ảnh chụp ở các góc khác nhau. Ban đầu nó phổ biến trong lĩnh vực hình ảnh vệ tinh, sau đó nó tạo một khởi đầu đáng chú ý với tư cách là một thiết bị công nghiệp năm 1970 và ngày nay được sử dụng rộng rãi ở các công ty như là Airbus và Boeing. Quá trình xử lý hình ảnh kĩ thuật số cho phép phát hiện tự động các vật thể, và Actiris350 thúc đẩy sự ra đời các thuật toán mạnh về gia công hình ảnh .

Vận hành từ một máy tính xách tay

Tầm với từ 101-304mm của FaroArm tăng tính di động cho đầu dò quét của Laser Design bằng cách cho phép người sử dụng vận chuyển máy quét di động tới ngay bộ phận mong muốn. Đây là một lợi ích đáng kể đối với các công ty thích giữ các chi tiết để đo tại xưởng hơn với lý do bí mật, cũng như các công ty có chi tiết quá lớn hoặc rất khó di chuyển, điển hình là lĩnh vực hàng không và tự động.

Delcam

gồm kĩ thuật số hoá, tạo mẫu nhanh, quá trình kiểm tra, công nghệ đảo ngược, kĩ thuật tạo hình 3D và đo điểm mờ để so sánh với CAD. Thiết bị có thể được sử dụng trên một giá ba chân cho những vật có kích thước lên tới 1500 x 1500 x 1500m, hoặc là đặt trên bàn đối với các vật có kích thước nhỏ hơn. Thuật toán cài sẵn trong thiết bị với chức năng tự động chuẩn hóa giúp điều chỉnh cường độ tia laser lên bề mặt của vật thể. Hệ thống theo dõi liên tục đo ngay cả trong quá trình định vị bộ cảm ứng và vật thể. Động cơ điều khiển bằng trợ động, các thiết bị mã hoá có độ chính xác cao ở phần cứng và phần mềm Geomagic giúp cho MobilScan3D có được độ chính xác: 0.01 mm với khoảng cách cách nhau 290mm, với độ phân giải cực mịn lên tới 0.01mm và 1024 điểm/hàng.

Thông thường các hệ thống công nghiệp kết hợp đầu dò laser với tay đòn cơ học CMM, như trong thiết bị Sigma đã đề cập trước đó. Một ví dụ khác là Laser Design, một hãng sản xuất đầu dò quét laser 3D, hợp nhất dòng bộ dò laser kiểm sát (SLP) trong công nghệ dò laser 3D, với dòng công nghệ Faro của FaroArm trong CMM di động. SLP, trong đó bao gồm SLP2000, một đường laser dài 8 inch, còn là một thiết bị rẻ tiền, bổ trợ cho người hiện sở hữu các kiểu máy FaroArm. Laser Design thậm chí bán thiết bị trang bị thêm cho phép các khách hàng đang sử dụng Faro dễ dàng lắp đầu dò laser phù hợp với yêu cầu đo đạc.

Tính di động của tay đòn cho phép những chi tiết lớn như của Catepillar này được kiểm tra ngay tại nơi sản xuất

đơn giản, máy đo tọa độ đo trong vòng thể tích là 3.5m3, với độ chính xác của một điểm đơn là 15 micron và tốc độ thu là 15 điểm mỗi giây. Thiết bị được thiết kế trên một nền hệ thống mở và có thể có giao diện với hầu hết các phần mềm đo lường công nghiệp. Nó cho phép người sử dụng tự do di chuyển và cài đặt hiệu chỉnh cả tự động lẫn bằng tay. Việc lắp đặt dễ dàng và khởi động nhanh giúp cho hệ thống sẵn sàng đi vào sử dụng trong vòng không tới 30 phút.

Lựa chọn đo lường không tiếp xúc mở ra các ứng dụng đa dạng trong hàng loạt các lĩnh vực sản xuất, bao gồm gia công tấm kim loại và luyện kim, sản xuất dụng cụ máy, sản xuất các thiết bị vận chuyển và tự động. Mặc dù việc kiểm tra và điều khiển 3D là chức năng chính của Actiris350, hệ thống này cũng có thể được sử dụng để tạo công nghệ

ngược. Thông qua đầu dò hay máy quét laser, chúng ta có thể có một tập hợp điểm sẽ được chuyển vào tập tin CAD (catia, lges..).

Tính di động cho phép người sử dụng thực hiện các phép đo một cách trực tiếp trên bộ phận, cho dù nó ở đâu, loại bỏ nhu cầu phải tháo hoặc dời các bộ phận tới phòng đo. Đặc điểm hiệu chỉnh tự động có thể đo các chi tiết dài vài mét; ví dụ, các chi tiết trong các ngành công nghiệp khoa học điện tử áp dụng vào hàng không, không gian, hải quân và tự động. Và nó cho phép người sử dụng dời các chi tiết lớn hoặc máy móc trong quá trình đo mà không phải tiến hành các quá trình hiệu chỉnh phức tạp và lặp đi lặp lại.

Antonio Mendes Nazare là Phó Chủ Tịch Mua Bán và Tiếp Thị của ActiCM, Moirans, Pháp

41

MEASUREMENT

PHÉP QUANG TRẮC Một lĩnh vực chính khác của đo lường không tiếp xúc là phép quang trắc. Chụp ảnh có độ phân giải cao thay vì đo kích thước trực tiếp tạo lợi ích đặc biệt. Các khoảng cách kích thước từ những điểm khác nhau trên các bề mặt vẫn có thể được đo từ các hình ảnh chụp được. Bên cạnh đó, các bề mặt cần được khảo sát có thể được nghiên cứu cụ thể, ví dụ, đặc điểm, hình dạng và màu sắc của bề mặt.

Thiết bị V-STARS/88 từ hệ thống Geodetic (GSI) là một ví dụ hoàn hảo. Hệ thống V-Stars của GSI được tận dụng cho các ứng dụng đo và kiểm tra trong khoa học, kĩ thuật và các phạm vi hoạt động sản xuất như hàng không, tự động, đóng tàu, năng lượng, anten, vật liệu vũ trụ, và vật lý.

V-Stars/S8 bao gồm 1 máy ảnh INCA3 có công nghệ tinh túy với kết nối không dây, một máy tính xách tay được lưu phần mềm hình ảnh kĩ thuật số 3D VStars, và các phụ kiện khác. INCA3 hợp nhất bộ cảm ứng CCD có độ phân giải cực cao với máy tính PC cấu hình mạnh và gọn. Máy ảnh ghi lại chính xác những

đo đạc trong môi trường làm việc không ổn định (bên trong hoặc bên ngoài), như là trong điều kiện có rung động, chuyển động, và nhiệt độ khắc nghiệt thường gặp.

INCA3 phù hợp nhất cho đo đạc và kiểm tra tại chỗ các vật to. Người điều khiển có thể nhanh chóng đo đạc mà không làm ngưng hoạt động của các bộ phận khác đang vận hành đồng thời trong một tổ hợp máy lớn. Toàn bộ giải pháp có thể được xách tay lên máy bay, hoặc được gửi như hành lý tiêu chuẩn, khi bay từ nhà xưởng đến các xí nghiệp con, hoặc đi khắp nơi trên thế giới.

Một ví dụ khác là máy ảnh USB hiện đại của Aberlink được thiết kế để cung cấp những hình ảnh không bị méo mó biến dạng trên màn hình PC. Công ty khẳng định rằng công nghệ tinh túy mới lý tưởng để sử dụng cho toàn bộ loạt máy CMM. Mẫu hiện hành nổi bật với độ phân giải cao hơn, tốc độ khung tăng, và khả năng tự tìm tiêu điểm nhanh, chức năng nhắm và khả năng đồng bộ hoá chức năng phơi sáng với bộ điều khiển ánh sáng. Đèn quang học hoàn toàn có thể điều khiển được để cung cấp độ chiếu sáng tối ưu giúp

PHÁT TRIỂN MẠNH TRONG GIAI ĐOẠN TOÀN CẦU HÓA Krayer GmbH vẫn đang tin cậy khớp nối tay đòn Romer Omega để sắp xếp hợp lý hóa và xúc tiến các công việc đo lường.

Krayer GmbH là một công ty cỡ vừa với khoảng 50 nhân viên chuyên sản xuất các bộ phận tạo hình ảnh 3D. Công ty có một lịch sử phong phú, từ năm 1884.

Việc cung cấp sản phẩm của công ty rất dị thường. Trên 1000 tấn lá và cuộn kim loại ở tất cả các loại, hình dáng và bề dày được giữ trong kho ở bất kỳ thời điểm nào. Hàng chục ngàn dụng cụ được lưu trữ trong tầng hầm, tận dụng hệ thống lưu trữ được cơ giới hóa hiện đại để truy nhập nhanh hơn.

Các khách hàng chủ yếu là các nhà thầu con trong lĩnh vực phương tiện chở hàng. Krayer cũng sản xuất một số dư các chi tiết được dập từ lá kim loại, bao gồm từ các bồn rửa kích thước lớn cho lĩnh vực ẩm thực đến các bàn phím “không phá hủy được” tại những buồng truy cập internet công cộng.

Giám đốc quản lý Christoph Brugger chỉ rõ, “chúng tôi chú trọng đến việc sản xuất các chi tiết với kích thước vừa và

42

nhỏ được dập và đục lỗ từ lá kim loại, với dây chuyền sản xuất từ chỉ một tới 10, hàng trăm hoặc hàng ngàn chi tiết.

Đối với các dây chuyền nhỏ hơn, chúng tôi dựa vào nhân lực truyền thống. Các dây chuyền lớn hơn thì được tự động

MEASUREMENT

làm rõ biên khi thực hiện các quy trình đo phức tạp.

Mối nối động học từ tính cho phép máy ảnh linh hoạt thay thế đầu dò trong vài giây. Nó cũng có thể được sử dụng chung với đầu dò có nút chạm, cho phép đo chi tiết bằng cách kết hợp vừa kỹ thuật tiếp xúc lẫn không tiếp xúc.

Thiết bị không có dây cáp hoặc các kết nối cồng kềnh để mang đi khắp nơi, tất cả các tiếp xúc của máy ảnh mới được tạo ra tức thời bằng việc đơn giản là dùng từ tính để bấm lên trục của CMM. PHẦN MỀM ĐO LƯỜNG Nhu cầu giảm dung sai, tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian kiểm tra gia tăng dẫn đến việc các thiết bị được điều khiển bằng phần mềm tốt và tinh vi hơn.

Ví dụ, PowerINSPECT của Delcam đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều CMM di động, bao gồm Sigma và CimCore của Romer. Nhờ đặc tính mạnh mẽ, nó được sử dụng trong những điều kiện khắc nghiệt như là xưởng đúc khuôn nóng, ồn ào và chật hẹp giống các xưởng của Waupaca

hóa, và chúng tôi sử dụng robot công nghiệp để lực lượng lao động rảnh rang thực hiện những công việc đòi hỏi thời gian lập trình cho robot còn lâu hơn thời gian tiết kiệm từ tự động hóa. Tập hợp số lượng lớn các dụng cụ cho phép chúng tôi nhanh chóng thay đổi dây chuyền sản xuất, và chúng tôi cũng có thể nhanh chóng sản xuất các dụng cụ mới vốn rất quan trọng cho sự phát triển các nguyên mẫu. Trong một thời gian rất ngắn, chúng tôi có thể sản xuất các chi tiết mẫu dựa trên các dụng cụ thử nghiệm, giúp chúng tôi bắt kịp với nhu cầu thay đổi liên tục của khách hàng.”

Bắt kịp với thời đại thay đổi này cũng có nghĩa là đạt được chứng nhận ISO9001. Phụ thuộc vào đặc điểm của một dây chuyền sản xuất cụ thể nào đó, các mẫu thử đại diện cần được so sánh với các bản vẽ chi tiết. Kiểm tra các kích thước của chi tiết sản xuất có khả năng giảm tốc độ sản xuất: chi tiết cần được mang vào phòng kiểm tra đo lường, nơi mà kích thước thật sự của chúng được so sánh với các kích thước chỉ tiêu. Điều

Foundary Co ở Waupaca, Winconsin, Mỹ, hoặc các xưởng sản xuất máy ủi, máy đào khổng lồ như xưởng của Caterpillar ở Aurora, Illinois, Mỹ.

PowerINSPECT là giải pháp kiểm tra CAD hoàn chỉnh với khả năng kiểm dữ liệu CAD với bất cứ loại thiết bị đo nào. PowerINSPECT có thể được sử dụng với bất cứ các thiết bị kiểm tra bao gồm CMM điều khiển bằng tay và CNC, các tay đòn di động, các thiết bị đo quang học và các dụng cụ máy CNC. Phần mềm cho phép kiểm tra những phần được người sử dụng tự xác định, dàn hàng nhanh các hình khối phức tạp, kiểm tra dọc theo mép chi tiết, và đi kèm với giao diện hướng dẫn thiết lập từng bước Kích Thước Hình Học va Dung Sai (GD&T). Các đặc điểm khác bao gồm các khả năng tổng kiểm tra hình học như là thao tác CAD, bao gồm quá trình dịch chuyển bề mặt (tức là đảo mặt tấm kim loại, khoảng đánh lửa cho điện cực), tự động thiết lập đặc điểm cần kiểm tra từ các dữ liệu xuất từ chương trình CAD về danh tính, điểm, khung và bề mặt của vật được đo. Các báo cáo hoàn toàn tùy chọn có thể được

này đặc biệt rắc rối nếu chi tiết quá lớn, nặng và khó di chuyển. Đó là lý do tại sao Krayer tìm kiếm một giải pháp hợp thời hơn cho công việc đo lường này. Sau khi nhìn thấy khớp nối tay đòn Romer Omega hoạt động trong một triển lãm công nghiệp, ban quản lý đã tổ chức buổi trình diễn sản phẩm tại xưởng và đã bị thuyết phục nhanh chóng bởi các lợi ích của tay đòn này. Krayer đang tin cậy khớp nối tay đòn Romer Omega để sắp xếp hợp lý hóa và xúc tiến các công việc đo lường tuân thủ theo tiêu chuẩn ISO9001.

“Lợi ích chính của khớp nối tay đòn Romer là khả năng di động của nó”, Brugger tiếp tục. “Như có thể thấy, chúng tôi đã lắp nó trên một cái trạm làm việc di động, vì thế chúng tôi có thể mang nó trực tiếp tới bất cứ máy nào trong xưởng của chúng tôi. Trong khi một công nhân đang sản xuất chi tiết, một kỹ thuật viên đo lường có thể thực hiện các phép đo cần thiết ngay tại đó.

Thêm vào đó, khớp nối tay đòn Romer Omega làm việc nhanh hơn rất nhiều so với các phương pháp đo lường thông

thường, cho phép chúng tôi thực hiện đo lường với thời gian chỉ bằng một phần nhỏ thời gian cần thiết cho cùng một công việc trước đây.”

Quản lý sản xuất Michael Banhardt mở rộng thêm: “ Tay đòn rất dễ sử dụng, và trên thực tế, bất cứ công nhân nào cũng có thể học quy trình vận hành một cách nhanh chóng. Theo cách đó, quá trình sản xuất không cần bị gián đoạn, người vận hành máy không cần rời vị trí làm việc để mang chi tiết tới máy CMM cố định và so sánh kích thước của chi tiết với bản vẽ kĩ thuật. Sự đánh giá được thực hiện trên phần mềm PCDMIS, và chúng tôi có dữ liệu kết quả để trình với khách hàng.”

Một lý do khác để mua tay đòn Romer là thay thế cho đồ thị đường viền. Với tay đòn này, Krayer thậm chí có thể kiểm tra đường viền của các chi tiết nhỏ nhất, điều không thể làm được với đồ thị đường viền kinh điển.

Dựa trên thông tin cung cấp bởi Hexa-gon Metrology www.hexagonmetrology.com

43

MEASUREMENT

hình thành, từng bước một, trong các dạng dễ hiểu.

CAM2 Measure 4.0, từ công nghệ Faro, là một ví dụ khác cho phần mềm tay đòn di động CMM. Có 250 nâng cấp ở phiên bản mới nhất, bao gồm giao diện mới có chung đặc điểm “nhìn và cảm nhận” với phần mềm Faro Gage hiện hành. Các điểm nổi bật

khác bao gồm nâng cấp hiệu chỉnh đầu dò để cải thiện độ chính xác và điều khiển thu thập dữ liệu, lệnh đo mới như Torus, Torus Segment, Rectangular Toroid và Extruded Rectangle, đo các chỗ uốn lớn hơn 180 độ trong các ống hình tròn và chữ nhật.

Thêm vào đó, Faro Laser Tracker hiện nay có

PHẦN MỀM KIỂM TRA Phần mềm PowerINSPECT của Delcam được sử dụng chủ yếu trong loạt thiết bị kiểm tra bao gồm các tay đòn kiềm tra cầm tay

FARO đã chọn phần mềm PowerINSPECT cho tay đòn kiểm tra mới PowerGAGE.

PowerINSPECT là phần mềm của Delcam dành cho việc kiểm tra các nguyên mẫu, dụng cụ và mẫu sản phẩm dựa trên dữ liệu CAD. Nó phù hợp với nhiều loại thiết bị kiểm tra khác nhau, bao gồm các máy đo tọa độ tĩnh (CMM), và các hệ thống sử dụng laser và quang học, nhưng được biết đến nhiều nhất như là một phần mềm ưa chuộng dành cho các tay đòn kiểm tra di động, như là sản phẩm của CimCore, FARO và Romer.

Sự kết hợp khả năng di động của các tay đòn kiểm tra với phần mềm dễ sử dụng giúp thực hiện nhiều quá trình kiểm tra hơn so với một máy CMM chuyên dụng được đặt khá xa điểm sản xuất. Do khả năng thực hiện nhiều kiểm tra hơn và cung cấp kết quả ngay lập tức với định dạng dễ hiểu,

44

PowerINSPECT cho phép xác định sự cố sớm hơn và chi phí chỉnh

công việc. Trong nhiều trường hợp, việc kiểm tra trở thành bế tắc tốn thời gian,

sửa thấp hơn.

Theo kiểu truyền thống, việc kiểm tra dựa trên việc so sánh mẫu thử với bản vẽ. Hiện nay, mẫu CAD 3 chiều được sử dụng làm mốc quy chiếu chính cho dữ liệu sản xuất thay cho bản vẽ. Hầu hết dữ liệu thiết kế hiện nay được đưa cho các nhà thầu con ở dạng mẫu CAD hơn dạng bản vẽ. Việc kiểm tra trực tiếp với mẫu CAD có hiệu quả và đáng tin cậy hơn là dựa các bản vẽ lại từ mẫu đó.

Cùng lúc, các bộ phận ngày càng thêm phức tạp trên thực tế của tất cả các ngành công nghiệp. Ví dụ, các bộ phận tự động bên trong ngày nay chủ yếu có đặc điềm bề mặt trơn nhẵn, thay vì có dạng hình hộp của vài năm trước đây.

Miêu tả các bề mặt phức tạp này trong các bản vẽ hai chiều mà không bị khó hiểu là một điều khó khăn. Rõ ràng, bất cứ sự nhập nhằng nào trong bản vẽ cũng làm giảm độ tin cậy của toàn bộ quá trình kiểm tra. Hơn nữa, do độ phức tạp của bề mặt tăng, thời gian cần thiết để khởi động quá trình kiểm tra lâu hơn và nhiều điểm cần được ghi lại hơn để kiểm tra chất lượng toàn diện. Được xem như là một chuyên gia trong việc phát triển phần mềm sản xuất, Delcam có thể thấy nhiều khách hàng sử dụng hệ thống thiết kế và gia công vấp phải sự cố trong qua trình kiểm tra

làm cản trở khả năng giao hàng đúng hẹn. Hơn nữa, quá trình kiểm tra đã có xu hướng trở nên phức tạp, đòi hỏi các chuyên gia đo lường có tay nghề để thiết lập dữ liệu kiểm tra và giải thích các báo cáo kết quả.

Trong khi lý do chính cho sự phát triển của PowerINSPECT là cho phép kiểm tra dựa trên dữ liệu CAD, tốc độ kiểm tra và độ phức tạp cũng được giải quyết. Phần mềm cũng phải độc lập với phần cứng được sử dụng. Nhiều phần mềm kiểm tra khác trên thị trường được liên kết với các thiết bị đo lường cụ thể.

Vì vậy, các công ty sử dụng hàng loạt các thiết bị phải có đội ngũ nhân viên được huấn luyện trên các phần mềm khác nhau. Bên cạnh đó, việc thực hiện các phương pháp báo cáo và định dạng tiêu chuẩn từ các phần mềm khác nhau không phải là dễ.

PowerINSPECT cung cấp hai lợi ích then chốt; phương pháp thu thập dữ liệu tương tác, đơn giản và nhanh, và hàng loạt các mức độ báo cáo. Trong quá trình kiểm tra, mẫu CAD của chi tiết được hiển thị trên màn hình máy tính.

Tất cả kết quả được hiển thị ngay tức khắc lên mẫu, vì thế người sử dụng biết ngay rằng họ đã đo được điểm cần đo.

Thông tin phản hồi liền cũng cho phép người vận hành đo thêm ở các khu vực mà các kết quả ban đầu cho biết các sự cố tiềm tàng.

Dựa trên thông tin cung cấp từ Delcam

MEASUREMENT

khả năng lặp góc ở những vị trí khác nhau, và các dữ liệu ngày nay có thể được sao chép và chuyển qua các chương trình thứ ba, như là Microsoft Excel và Notepad. CAM2 Measure 4.0 thậm chí được dịch và phát hành trên toàn cầu với tám ngôn ngữ khác nhau.

Từ các đầu dò tiếp xúc cơ học tới laser và quang

học, và từ hoạt động điều khiển bằng tay tới điều khiển bằng phần mềm chính xác, sự phát triển của hệ thống đo lường di động từ các khung cố định gần như là điều hiển nhiên. Cho dù việc nâng cấp hệ thống đo lường phát triển theo xu hướng nào trong tương lai, tính di động sẽ luôn đi đầu trong quá trình đổi mới.

MẮT XÍCH CÒN THIẾU TRONG QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN Dịch vụ và hỗ trợ đáng tin cậy tạo nên sự khác biệt trong việc duy trì vận hành của Airbus mỗi ngày.

Khu vực Airbus ở Broughton gần Chester, Anh, sản xuất tất cả các

Tiết kiệm thời gian, tiết kiệm tiền bạc.

loại cánh máy bay khác nhau trong dây chuyền sản xuất Airbus, bao gồm mẹ của tất cả các loại máy bay, loại A380 mới. Tạo việc làm cho hơn 7000 người, Airbus là công ty sử dụng nhiều lao động nhất trong vùng.

Trên 100 Leica Laser Trackers được sử dụng bởi 16 xưởng sản xuất ở Pháp, Đức, Ý, Tây Ban Nha và Anh, và chỉ riêng xưởng ở Broughton, 7 Leica Laser Trackers được dùng để thực hiện công việc tái kiểm định và biến đổi. Điểm bổ sung mới nhất cho nhà xưởng Leica Metrology là Leica TProbe, thiết bị cầm tay không dây CMM có thể “đi vòng quanh” . Tuy nhiên, bên cạnh công nghệ, chính chất lượng dịch vụ và hỗ trợ vô song của Leica Geosystems là yếu tố tạo nên sự khác biệt trong việc duy trì vận hành của Airbus mỗi ngày. Ở tất cả các loại máy bay, cánh máy bay có lẽ là yếu tố phức tạp nhất và mang tính quyết định trên toàn bộ chỉnh thể. Không tính đến số lượng các chi tiết phức tạp để tạo nên 1 cái cánh, chỉ riêng việc duy trì chặt chẽ dung sai ở mức khoảng 0.25mm trên toàn bộ chiều dài cánh đã đặt ra những điều kiện khắt khe trong gia công. Việc lắp ráp được diễn ra ở những gá lắp cao bằng mấy tầng nhà. Những gá lắp riêng lẻ có thể có hàng trăm điểm gia công phải được sắp xếp hoàn toàn thẳng hàng với nhau.

Graham Tudor, người quản lý các hoạt động gia công của Airbus, giải thích rằng:”Thiết bị Leica đã kéo chúng tôi ra khỏi công việc gia công thông thường cũng như đưa quy trình tái kiểm định và cải biến trở thành điểm chủ lực của chúng tôi. Chúng tôi đang dùng Leica Laser Trackers cộng với Leica T-Probe mới để tạo ra sự đột phá này và đang tiết kiệm từ 30% tới 50% thời gian và cả tiền bạc.”

“Gần đây, chúng tôi đã phải xử lý lại 1 cánh máy bay A340. Chúng tôi đã được yêu cầu đem cánh máy bay đó gắn lại vào gá lắp để sửa lỗi, điều chưa từng làm trước đây. Chúng tôi đã kiểm định lại các gá lắp bằng cách sử dụng công nghệ laser của Leica và đã đặt cánh máy bay đó vào gá lắp khác thay vì dùng gá lắp cũ. Khả năng ráp cánh máy bay vào 1 gá lắp khác mà hoàn toàn không cải tiến hay điều chỉnh là nhờ chúng tôi đã đạt được dung sai theo yêu cầu khi kiểm định lại.”

Giao hàng đúng hạn là ưu tiên hàng đầu. Grahum Tudor giải thích rằng: ” Máy móc ngưng làm việc một giờ có thể chỉ tốn 45 bảng tiền nhân công, nhưng hoãn chuyến bay một giờ ở một hãng hàng không lớn sẽ gây nên thất thoát trị giá hàng trăm ngàn bảng nếu máy bay không hoạt động.”

Dịch vụ và hỗ trợ đáng tin cậy là 1 yếu tố được rút ra từ kinh nghiệm của Leica. Người sử dụng nhận được một dịch vụ trọn gói từ Leica Geosystems. Kỹ sư bán hàng của Leica, Steve Skickell,

sống ở địa phương và luôn luôn sẵn sàng trợ giúp cũng như góp ý về chuyên môn. Steve và đồng nghiệp hiểu rõ hệ lụy xảy ra khi không giao hàng đúng hạn nên luôn luôn đưa ra phản hồi nhanh chóng và tức thời.

Hơn thập niên qua, hầu hết việc gia công Airbus được thiết kế bằng phần mềm CAD 3D. Bằng cách sử dụng hệ thống lường không cần tiếp xúc trực tiếp như Leica Laser Trackers, công ty không cần phải đo lường và kiểm định lại những dụng cụ gia công này. Alan Minshul, kỹ sư thiết bị của hãng Airbus kết thúc bằng nhận định: ”Một trong những điều thất vọng là gia tài dụng cụ gia công của chúng tôi vẫn phải được kiểm tra bằng các phương pháp thông thường. Với sự ra đời của Leica T-Probe, chúng tôi có thể không cần phải đo lường, vì thế cho phép chúng tôi kiểm định lại những dụng cụ này nhanh hơn tới 50% .Theo đó, Leica T-probe là mắt xích còn thiếu trong quy trình phát triển mà chúng tôi đã chờ đợi từ bấy lâu nay.”

Dựa vào thông tin cung cấp từ Hexagon Metrology www.hexagonmetrology.com

45

MEASUREMENT

Lựa chọn đầu dò CMM:

Sự lựa chọn của nhà vô địch Các máy đo tọa độ (CMM) đã góp phần vào sự phát triền trong nhiều ngành công nghiệp, dẫn tới những thay đổi từng bước ấn tượng và hiệu suất thời gian chu trình tốt hơn. LIM WEE HING

M

ột giải pháp cho lưỡi trượt đã đem lại thắng lợi cho Sandra Kiriasis trong mùa giải International Federation of Bobsleigh and Toboganning (FIBT) 2006-2007 tại St Moritz. Sau khi giành được huy chương vàng tại Bobsleigh World Championships của FIBT dành cho nữ , Kiriasis nói với các phát thanh viên truyền hình rằng:”Các lưỡi

46

trượt là bí quyết thành công của tôi”. Điều này nêu bật tác động của công nghệ kỹ thuật lên các môn thể thao tốc độ. Thông qua các luật mới của FIBT, tất cả các đội xe trượt phải sử dụng loại thép có đặc điểm kỹ thuật giống nhau, mặc dù họ cho phép các hình dạng lưỡi trượt khác nhau. Do các lưỡi trượt trước đây của Kiriasis đã được tạo ra bằng các công nghệ

MEASUREMENT

thủ công, không có sẵn các bản vẽ hoặc dữ liệu điện tử CAD, như vậy, khó tái sản xuất các lưỡi trượt sử dụng thép có đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn . Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu ở khoa nghiên cứu ở Anh Quốc đã sử dụng REVO, một sản phẩm của Renishaw, để quét lưỡi trượt, nắm bắt các điểm dữ liệu của nó và xác định dạng cụ thể của nó. Dữ liệu được ghi lại cho phép gia công các lưỡi mới thay thế, trước khi chúng được kiểm tra hình dạng bằng cách sử dụng đầu dò cảm ứng. ĐẠT ĐỘ CHÍNH XÁC CAO HƠN Thông qua Renishaw, REVO là một đầu đo 5 trục dành cho máy CMM. Không giống các phương pháp quét thông thường khác vốn phụ thuộc vào việc tăng tốc 3 trục của CMM để quét nhanh hơn, đầu đo này sử dụng máy đồng bộ và chuyển động của đầu để giảm tối đa các lỗi động học của chuyển động CMM khi tốc độ quét cực cao. Kết quả là, việc kiểm tra độ chính xác hoàn toàn có thể được thực hiện ở tốc độ quay lên tới 500 mm/s.

REVO đã cải thiện mức lưu lượng kiểm tra lên tới 900 phần trăm trên máy CMMs được gắn với hệ thống quét 3 trục trước đó. So với hệ thống đầu chia độ, nó tiết kiệm thời gian định cỡ. Máy CMM cũng có thể di chuyển với tốc độ không đổi trong khi vẫn đo lường một cách chính xác.

Với việc định vị đầu không giới hạn và công nghệ đầu dò đột phá cực nhạy, nó cải thiện hơn nữa độ chính xác bằng cách cảm biến gần bề mặt đo. Kết hợp với tốc độ, tính linh hoạt và độ chính xác, nó đã được nâng cao

Cánh quạt được kiểm tra hình dạng, và thực hiện đo đạc chính xác trên máy

Máy CMM được sử dụng để quét cánh quạt, thu thập nhiều điểm dữ liệu và cho phép vạch rõ hình dạng chi tiết

thêm nhiều ứng dụng đo lường bằng phương pháp quét .

Không còn nghi ngờ gì nữa, năng lực của REVO đã cho thấy công nghệ CMM đã phát triển nhiều như thế nào trong suốt những năm qua. Được phát triển trong những năm 1950 bởi Ferranti, một công ty của Scotland, máy CMM đầu tiên được cung cấp để đo độ chính xác của các chi tiết trong sản phẩm quân đội. Kể từ đó, việc sử dụng máy CMM đã tràn qua các ngành công nghiệp khác, bao gồm ngành công nghiệp ô tô và hàng không.

CÔNG NGHIỆP HÀNG KHÔNG Trên thực tế, REVO đã được sử dụng lần đầu tiên để đo cánh quạt trong động cơ máy bay, yêu cầu chín hình quét từng phần của tiết diện cánh, tám hình quét theo chiều dọc cánh, hai hình quét trên mặt đế, và một hình quét trên mặt vành. Trước đây, đo đạc một cánh quạt cần tới 46 phút với một hệ thống quét ba trục. Hệ thống mới chỉ đo trong vòng 4 phút và 30 giây, giúp cải thiện 992% năng suất.

Các kết quả ấn tượng cũng đạt được khi đo nắp máy ô tô, bao gồm kiểm tra mười hai bệ xupap và ba lần quét tròn lên mỗi lỗ trong mười hai ống kềm. Tổng thời gian đo là ba phút và 42 giây tốc độ 400mm/giây cho bệ xupap và 50 mm/giây đối với ống kềm xupap. So

47

MEASUREMENT

FaroArm, có hình dạng và tính linh hoạt của một cánh tay robot di động. Do nó có thể chạm đến bên trong các chi tiết phức tạp, các hãng sản xuất ô tô sử dụng nó để đo xe ô tô và các phụ tùng ô tô.

Máy CMM có thể chuyển động ở vận tốc không đổi khi thực hiện đo đạc

Kết quả động học của nắp máy ô tô cũng thu được

với thời gian là 29 phút và 13 giây khi sử dụng hệ thống ba trục trước đây, nó đã cải thiện 690% năng suất.

Bên cạnh đo kích thước, biên, hướng và thân, các máy CMM ngày nay đóng vai trò chính trong lập bản đồ và xử lý hình ảnh về độ sâu.

Chúng cũng có nhiều cấu hình như: di động, cầm tay, không cần giá đỡ và bệ phẳng.

Bên cạnh đó, các máy CMM tồn tại ở nhiều dạng khác nhau. Một sản phẩm của Faro, thiết bị

48

NGÀNH CÔNG NGHIỆP Ô TÔ Lear, một xí nghiệp của Đức sản xuất các hệ thống ghế trong ô tô, là một ví dụ về công ty sử dụng FaroArm. Được đặt ở Bremen, công ty cung cấp sản phẩm cho Daimler-Chrysler.

“Năm 2000, chúng tôi đã phải thực hiện các phép đo điểm hình tháp cho hệ thống ghế nội thất. Vào thời điểm đó, chúng tôi không thể thực hiện được đo đạc theo yêu cầu.

Khi một vài cộng sự từ xưởng sản xuất khác đề cập đến FaroArm, chúng tôi cần chạy thử. Trong quá trình chạy thử, một túi khí bên trong xe đã được kích hoạt thông qua đo đạc”, Holger Janssen, một kỹ thuật viên về quản lý chất lượng nhớ lại, “Tay đòn đo di động đã thuyết phục mọi người”.

Sau giai đoạn kiểm tra, Lear đầu tư vào thiết bị FaroArm từ loạt hàng bạc với một phạm vi đo 7.8 foot và phần mềm đo lường CAM2 Measure. Hệ thống này là một thành công.

Năm 2004, công ty mua thêm một FaroArm từ loạt hàng titan với phạm vi đo lường 7.8 foot, cùng với phần mềm Polyworks của InnovMetric. Công ty cũng đặt hàng thiết bị laser ScanArm, có cán tháo rời được, “ba điểm lắp nhanh”, và sản xuất công thái hoàn toàn. ScanArm kết hợp thiết bị định tầm LED để xác định khoảng cách quét tối ưu, và việc định cỡ đầu dò nhanh chóng giảm thời gian cài đặt rất nhiều. Đối với vấn đề bảo vệ môi trường sản xuất, mặt mỏng cho các vùng khít nhau được bịt kín, và thiết bị ScanArm hoạt động trong khoảng nhiệt độ bằng với nhiệt độ tay đòn mà không cần tái định cỡ. Trọng lượng của máy quét là 530g và nó cung cấp chế độ kiểm tra cặn kẽ bằng cách thu thập hơn 19,000 điểm mỗi giây.

BƯỚC VÀO HỆ THỐNG ĐẦU DÒ MỚI Với hai tay đòn đo, hệ thống có khả năng phản ứng linh hoạt với các biến đổi trong sản phẩm. Điều này quan trọng do chu kỳ sản phẩm trong hệ thống ghế ngồi - như trong xe ô tô - đã được rút ngắn.

Trong bộ phận quản lý chất lượng, người ta chia rõ ràng nhiệm vụ của các tay đòn. Trong khi tay đòn bạc được lắp trong một thiết kế cố định, tay đòn titan được lắp lên giá ba chân. Hệ thống mới được dùng trực tiếp cho các bước sản xuất như điều khiển các thiết bị đo và đo điểm hình tháp.

Khi bắt tay vào một mẫu mới hay cải tiến thiết bị, nhà sản xuất có thể kích hoạt đồng thời cả hai tay đòn.

MEASUREMENT

Trong trường hợp này, tay đòn bạc đo chỗ ngồi của tài xế trong khi tay đòn titan làm việc với khu vực đằng trước.

Tay đòn titan có thể hoạt động có hay không có máy quét. Để hệ thống đo lường chứng minh được giá trị của chúng, trong suốt quá trình kiểm tra việc gá kẹp của bộ phận trong xe , các nhà quản lý chất lượng lắp bộ phận tới bàn đo, quét một đường và lắp bộ phận đó với các bộ phận kế bên trong thiết bị đo kiểm tra. Tiếp theo đó, họ quét lại các đường lần nữa và để các hình ảnh lên chồng lên nhau. Khi so sánh, nhà sản xuất có thể định vị bất cứ chênh lệch nào.

“Quá trình kiểm tra bộ phận chỉ được đánh giá với mức độ thứ yếu do phương châm của chúng tôi là các nhà cung cấp phải giao các bộ phận IO được hoàn toàn phê chuẩn. Dù gì đi nữa, họ có thiết bị để đo đạc trong khi chúng tôi phải tốn một lượng thời gian ở đây” Mr Janssen giải thích.

GIÁ TRỊ THỰC TẾ ĐỐI CHIẾU VỚI DỮ LIỆU CAD Đối với việc lấy mẫu ghế ngồi lúc đầu cho khách hàng, đầu tiên Lear ghi lại các đường và sau đó thiết lập chúng để tạo và điều chỉnh dữ liệu CAD. Họ phải làm như vậy do việc biểu diễn đệm ghế trong CAD cho các vật liệu như cotton hoặc bọt là rất khó khăn, và có thể có kết quả không mong muốn. Các kết quả hầu như không thể tính toán, vì thế họ dùng các giá trị theo kinh nghiệm.

Với ScanArm, nhà sản xuất có thể so sánh các giá trị thực với các giá trị được định nghĩa trong CAD.

FaroArm có hình dạng và tính linh hoạt của cánh tay robot di động

ScanArm cho phép nhà sản xuất so sánh giá trị thực tế với giá trị được xác định trong CAD

Việc thực hiện các nhiệm vụ đo đạc với máy đo tọa độ 3D rất đa dạng và tốn thời gian. Một máy CMM dễ sử dụng có nghĩa là người sử dụng không cần phải là một kĩ sư đo lường có trình độ chuyên môn.

“Tôi chỉ phải chờ đến khi sản xuất dừng lại, vào giờ nghỉ trưa hoặc một ca trực trống, và khi đó đem máy tính xách tay tới, đẩy tay đòn trên giá ba chân tới thước đo và bắt đầu đo. Tôi có thể đo mặt trước với FaroArm trong vòng nửa tiếng. Với máy đo tọa độ 3D, nó đáng lẽ đã tốn của tôi ít nhất là nửa ngày,” ông Janssen thổ lộ.

NHIỀU LỰA CHỌN HƠN PHÍA TRƯỚC Thậm chí khi thiết bị REVO và FaroArm đưa ra nhiều tiện ích cho người sử dụng, nhiều nhà sản xuất đang suy nghĩ về tương lai của các máy CMM. Theo Larry Magganio, một nhà phân tích hệ thống CMM tại Mitutoyo America Corp, các bộ cảm ứng gắn liền sớm muộn sẽ xuất hiện cùng với chức năng lập bản đồ động của các lỗi tham số trên máy CMM. Trong thực tế, loại bỏ một cách tích cực những lỗi này trong thời gian thực là điều hoàn toàn có thể xảy ra.

Chris Grow, phó chủ tịch của tập đoàn Carl Zeiss, tin rằng các chiến lược đo lường và kiểm tra thích nghi được với môi trường sản xuất đang dần tăng tốc. Việc kiểm tra tại khu vực sản xuất khép lại lỗ hổng về thông tin phản hồi, giúp cho chu kỳ sản xuất ngắn hơn. Nó là một cơ hội thích hợp để các hệ thống đo lường có thể hoạt động dưới bất kỳ điều kiện môi trường cực độ nhất và vẫn đạt được độ chính xác cao.

Bất chấp những quan điểm này, một hiện tượng chắc chắn sẽ xảy ra. Các tiến bộ khoa học sẽ tiếp tục cách mạng hóa các máy CMM. Từ đó, hàng loạt lựa chọn cho hệ thống đầu dò CMM đa dạng đang chờ đợi người sử dụng.

49

MACHINE TOOLS

CHAP TER 3

Thử thách trong công nghệ dập khuôn Bài viết này nêu ra các vấn đề ảnh hưởng đến hiệu quả và an toàn sản xuất đối với mục tiêu hướng tới chi phí sản xuất thấp trong lĩng vực dập khuôn.

C

ác lĩnh vực dập khuôn ở Châu Âu, Mỹ và Singapore đang phải đối mặt với các vấn đề giống nhau. Chi phí sản xuất đang cao hơn một cách đáng kể so với Trung Quốc và các nước được gọi là các nước sản xuất chi phí thấp. Có phải chi phí thấp là câu trả lời cuối cùng cho tất cả những áp lực mà chúng ta đang phải đối mặt? Câu trả lời là không! Vẫn

50

có những cơ hội như là công nhân được đào tạo chất lượng cao, công nghệ và cơ sở vật chất phát triển cao.

Hơn nữa, không cần thiết để đấu thầu những sản phẩm đơn giản mà phải đấu thầu các sản phẩm phức tạp hơn. Khối lượng sản xuất càng lớn và vòng đời của sản phẩm dập khuôn càng cao, càng tốt cho các nhà sản xuất. Có nhiều tiềm năng, trong

MACHINE TOOLS

số đó có thể kể đến mức độ tự động cao hơn, các quá trình tích hợp và công nghệ dụng cụ tốt hơn.

Nói về mức độ tự động cao và các quá trình tích hợp, chúng ta biết rằng quá trình hàn laser cho phép lắp ráp và hàn lò xo và thân khớp nối máy ngay trong phạm vi khuôn đúc. Sau quá trình dập khuôn, khách hàng có một thiết bị nối hoàn chỉnh được lấy ra từ máy dập khuôn. Điều này làm giảm đáng kể chi phí và trên hết là nâng cao chất lượng chi tiết.

Triển vọng trong lĩnh vực máy ô tô, nơi chỉ cho phép tối đa một chi tiết hỏng trong mỗi triệu chi tiết sản xuất, cũng rất lớn. Ngoài ra còn có lĩnh vực đánh dấu bằng laser nội tuyến thẳng hàng đánh dấu các khớp nối với tốc độ lên đến 1400 khớp nối một phút. Mỗi chi tiết được đánh dấu và có thể được theo dõi toàn bộ quá trình theo yêu cầu của các nhà sản xuất xe ô tô.

Các thiết bị laser có thể được sử dụng cho tất cả các sản phẩm bởi vì chúng có thể được lập trình tự do.

Chỉ có hai ví dụ cho thấy làm thế nào để giảm chi phí sản xuất thông qua việc gia tăng hiệu quả sản xuất và tự động hóa.

HỆ THỐNG GIÁM SÁT DỤNG CỤ Việc giám sát các khuôn dập ngày càng phức tạp ngày nay là thiết yếu cho quá trình dập an toàn và chính xác. Nó không những liên tục đãm bảo chất lượng chi tiết tốt mà còn bảo vệ khuôn và máy khỏi những hư hại và thời gian lãng phí tốn kém. Cuối cùng, tất cả các nhà sản xuất đều có mục đích chung là sản lượng cao và chi phí sản xuất thấp. Bên cạnh thiết bị bảo vệ dụng cụ thông thường từ Bruderer, bộ điều khiển vị trí của búa nện là một hệ thống rất hiệu quả để đạt được tất cả những mục tiêu đề cập ở trên.

Các bộ phận cảm biến tương tự đo búa nện ở BDC (điểm chết dưới) tại một hay nhiều điểm trong khuôn dập hoặc với các lệnh gần với quá trình dập khuôn đến mức có thể. Bộ phận cảm biến được định vị sao cho có thể đo được khoảng cách của mặt tháo khuôn của khuôn nằm ở trên và so sánh nó với các giới hạn đã nhập. Trong trường hợp kích thước của mặt tháo khuôn vượt quá giới hạn cho phép, máy sẽ tự động tắt trong vòng vài phần nghìn giây.

Một máy Bruderer điển hình dừng trong vòng một vòng quay ở tốc độ hoạt động khoảng 1000 spm. Điều này giúp bảo vệ máy và đặc biệt là khuôn không bị hư hại do giảm tốc độ cấp bách hoặc tệ hơn, một tấm kép do sai bước răng. Cho tới nay, đặc điểm này đã chỉ được sử dụng với một bộ phận riêng biệt nhưng ngày nay, người sử dụng có thể sử dụng thiết bị điều khiển dập khuôn để hợp nhất hệ thống đo lường BDC. Do việc sử dụng rộng rãi các thiết bị cảm biến nhạy cảm và có độ chính xác cao trong lĩnh vực dập

Hiển thị điều khiển búa nện

Số liệu vị trí

khuôn hiệu suất cao, các dung sai có thể được giữ trong giới hạn rất hẹp. Việc giữ dung sai nhỏ hơn 0.01 mm hoàn toàn không còn là vấn đề nữa. Cái gọi là thiết bị cảm biến dòng điện xoáy cũng không có giới hạn về mặt tốc độ và có thể dùng lên tới 2000 spm.

Việc lập chương trình và sử dụng thiết bị điều khiển rất đơn giản và dễ hiểu đối với người sử dụng.

Người ta có thể cài đặt khoảng cách của mặt tháo khuôn tới BDC ở tình trạng “teach-in”. Điều này có nghĩa là người thợ vận hành chạy máy trong vài hành trình và thiết bị điều khiển cài đặt bằng cách lấy trung bình của những hành trình cuối làm khoảng cách tối ưu trong BDC. Trong chế độ liên tục, giá trị mốc cũng như giá trị thực luôn được so sánh và cũng được hiển thị trên màn hình giúp cho người vận hành biết được trạng thái hoạt động chính xác của quá trình. Người ta có thể sử dụng lên tới 8 thiết bị cảm biến trong các máy điều khiển B. Người ta cũng có thể trang bị hệ thống điều khiển vị trí BDC lên các máy điều khiển B cũ hơn.

SỰ DÒ TÌM VÀ ĐIỀU CHỈNH VỊ TRÍ BÚA NỆN Việc điều chỉnh độ cao của búa nện trong quá trình dập khuôn là tính chất đặc trưng độc đáo của máy

51

MACHINE TOOLS

Sơ đồ chức năng BDC

BSTA được phát minh bởi Bruderer. Nó cho phép người điều khiển giữ vị trí BDC trong dung sai hẹp 0.01 mm trong bất kỳ tình huống nào. Bất kể máy vận hành với vận tốc hay nhiệt độ bao nhiêu, chất lượng của chi tiết luôn được giữ ổn định. Ảnh hưởng của nhiệt độ có tác động lớn nhất lên chất lượng chi tiết ngay khi tốc độ sản xuất được cài đặt. Không những chỉ có máy mà khuôn dập cũng bị nóng lên trong quá trình sản xuất. Bằng việc sử dụng hệ thống cảm biến dòng điện xoáy, máy điều chỉnh vị trí trong lúc khởi động máy và khuôn.

Với sự kết hợp của bộ điều khiển BDC và chức năng để điều tiết búa nện trên bộ điều chỉnh tốc độ, người sử dụng luôn luôn có khả năng giữ vị trí búa nện BDC trong các dung sai hẹp.

Các máy được trang bị bộ điều khiển B cung cấp chức năng nhật kí cho lực nén. Trong nhật kí này, các cú dập cuối được lưu và có thể xem lại. Điều này giúp đánh giá một vấn đề thậm chí nhiều ngày sau khi xảy ra thiệt hại. Nó cũng có thể giúp tăng tốc độ sản xuất nhờ hiển thị đường cong tải trọng của các hành trình cuối. Ví dụ, nhà sản xuất dụng cụ có thể mường tượng ra khả năng lò xo của mặt tháo khuôn “dao động” và vì thế, tạo ra các vấn đề, và vân vân.

Như có thể thấy, việc giám sát lực dập đã là một phần của quá trình kiểm tra chất lượng rồi. Trong trường hợp máy dừng hoạt động do quá tải, người điều khiển có cơ hội kiểm tra khuôn và vì thế đãm bảo không có bộ phận hư hại nào trong guồng.

XỬ LÝ TẬP HỢP VÀ QUẢN LÝ DỮ LIỆU Nếu hỏi các nhà quản lý sản xuất câu hỏi rằng chỗ nào quá trình dập được ưu tiên cải thiện, mỗi người đều có câu trả lời khác nhau. Một người nói rằng thiếu nhân lực là vấn đề lớn nhất, trong khi một người khác nói rằng thiếu nguyên vật liệu là điều làm trì trệ, người thứ ba lại thấy các khuôn dập là nguồn gốc lớn nhất của mọi vấn đề. Người nào đúng hay tốt hơn hết là hãy hỏi chính mình, bạn sẽ trả lời thế nào? Liệu bạn có biết câu trả lời?

Với tín hiệu xuất ra từ các máy dập tới các hệ thống tập hợp dữ liệu khác nhau, người điều khiển hoặc nhà quản lý sản xuất có cơ hội tìm kiếm câu trả lời cho các câu hỏi ở trên. Thông qua các thông điệp và các thống kê về thời gian chết, người sử dụng GIÁM SÁT LỰC DẬP có khả năng bắt đầu cải tiến quá trình dập.

Một phương pháp an toàn khác là giám sát Từ kinh nghiệm của chúng tôi, chúng lực dập. Bruderer cung cấp từ hai đến tôi có thể nói rằng tăng 5% hiệu suất bốn phiên bản để đo lực của đòn là hoàn toàn có thể khi sử dụng hệ dập. Người ta có thể dùng tính chất thống như vậy liên tục nhiều năm. đặc biệt này để chống việc quá Có những cách khác nhau để tải cũng như điều khiển quá trình tăng hiệu suất. Tất cả những đặc tính hoạt động. Trong trường hợp đầu kể trên được kết hợp vào trong thiết tiên khi quá tải ngừng hoạt động bị điều khiển B-Essential được thiết của máy, nó giúp giảm nguy cơ kế cho BSTA 200-60BE. Bộ điều hư hại cho máy và dụng cụ. Giới khiển kết hợp với máy dập hiệu hạn mở còi báo động để dừng máy suất cao đã có mặt để giúp người Hình một được lập chương trình và được lưu sử dụng tiếp tục cạnh tranh và tăng trong bộ nhớ dữ liệu của dụng cụ. độ chính xác của quá trình sản xuất.

Lợi ích thứ hai là kiểm tra tình trạng BSTA200-60BE Essential được của các chày đột dập và đáy khuôn và vì thế, cho phép thiết kế cho các công ty chuyên về dập các người sử dụng ra tay hành động thay vì chỉ đối phó. chi tiết nhỏ và có độ chính xác cao. Đối phó có nghĩa là vấn đề trên chi tiết đã được xác Các yêu cầu do thị trường đặt ra đã và đang thay định và chi tiết cần bị đập bỏ. Hành động cho phép đổi đáng kể và BSTA 200-60BE là câu trả lời cho dừng máy trước khi vấn đề xảy ra. Vì vậy, không có những thay đổi đó. Dựa vào các nghiên cứu thị trường tổn thất sản xuất, không có khiếu nại từ khách hàng kỹ lưỡng và chính xác và nhiều buổi nói chuyện với và chúng ta có thể lên kế hoạch việc dừng hoạt đông. khách hàng trên toàn cầu, các yêu cầu đã được biến

52

MACHINE TOOLS

đổi và thực hiện không những trong máy móc mà còn trong hệ thống điều khiển mới và thiết kế nạp mới.

Trong những lĩnh vực đòi hỏi dập số lượng lớn các chi tiết siêu nhỏ với độ chính xác cao, như là ngành công nghiệp điện tử, làm đồng hồ và tự động, mọi thứ đã trải qua những thay đổi to lớn trong suốt 5 năm trở lại đây. Các vật liệu được dập đã trở nên mỏng hơn bao giờ hết, các bước nạp liệu ngắn hơn bao giờ hết, độ chính xác cần thiết cao hơn bao giờ hết, và áp lực giá cả nặng hơn bao giờ hết.

Hơn thế nữa, quá trình theo sau quá trình dập, ví dụ như quá trình lắp ráp các bộ phận hoặc quá trình làm quá khuôn của các chi tiết đột dập, đòi hỏi một độ chính xác cao hơn bao giờ hết và trên hết, khả năng lặp lại tối đa.

MÁY ĐỘT LỖ TỰ ĐỘNG Lực dập trong các đoạn đích không phải là vấn đề chủ yếu. Hầu hết các ứng dụng yêu cầu lực dập nặng vài tấn.

Vì thế, loại máy mới đã được thiết kế với lực dập là 200 KN. Điều này có nghĩa là máy có thể thực sự hoạt động liên tục với lực nặng 20 tấn nói trên mà không ảnh hưởng đến độ chính xác cao và tuổi thọ của máy và dụng cụ.

Một đặc điểm quan trọng khác là việc sử dụng hệ thống dẫn động sử dụng hai thanh nối trong máy với lực đột dập 20 tấn. Điều này mang lại độ bền và độ chính xác thiết yếu cao hơn trong quá trình đột dập. Thêm vào đó, việc điều chỉnh búa nện độc đáo được thực hiện trên máy BSTA 200-60BE – thiết bị này có khả năng bù trừ tự động bất cứ xê dịch nào trong khu vực BDC trong suốt quá trình đột dập.

Vì thế, búa nện BDC có thể được giữ với dung sai cực nhỏ, bất kể thay đổi tốc độ và nhiệt độ. Đặc tính này ngày càng trở nên quan trọng do các quá trình thứ yếu như là quá khuôn hoặc lắp ráp đòi hỏi độ chính xác của chi tiết dập cao hơn bao giờ hết. Nó cũng không cho phép thay đổi kích thước của chi tiết dập để đãm bảo hoạt động suông sẻ trong dây chuyền sản xuất và chỉ có thiết bị sửa xê dịch BDC có thể đãm bảo điều đó. Rõ ràng chỉ có đặc tính độc đáo này có ảnh hưởng trực tiếp hơn đến chất lượng chi tiết.

Thiết kế và vị trí của các yếu tố dẫn đường cho búa nện có ảnh hưởng quyết định đến tuổi thọ của dụng cụ. Tuổi thọ của dụng cụ là yếu tố chi phí lớn nhất bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới sản lượng, chi phí bảo quản và hiệu quả sản xuất. Phân tích thiết kế của những nhà sản xuất khác nhau cho thấy có khá nhiều loại giải pháp đang được sử dụng.

Tuy nhiên, so sánh các hệ thống riêng lẻ, hầu hết không thỏa mãn những đòi hỏi quan trọng: hệ thống dẫn hướng tại mức nạp liệu băng, không nhạy với dãn nở nhiệt và khổ giới hạn nhỏ nhất. Đối với máy BSTA 200-60BE, các yếu tố dẫn hướng được đặt bên trong

các cột dập. Chúng được sắp xếp sao cho đãm bảo rằng điểm nghiêng búa nện (điểm xoay của hệ thống búa nện) được định vị đồng phẳng với các vật liệu băng (hình một). Một hệ thống bôi trơn thủy tĩnh / thủy động lực học giảm khổ giới hạn gần bằng không và, hơn nữa, bản thiết kế đặc biệt bù cho bất kỳ giãn nở nhiệt nào và kéo dài tuổi thọ của các bộ dẫn hướng.

Mặt khác, sự sắp xếp điển hình cho hệ thống dẫn hướng thông thường có thể chỉ ra rằng tâm nghiên búa nện nằm tít trên dải băng, dẫn tới trường hợp các tải trọng không đồng tâm ở các vị trí lệch tâm của các mũi đột dập (hình hai). Thêm nữa, bù trừ nhiệt độ gần như là không thể và khổ giới hạn sẽ luôn luôn cao hơn và vì thế, búa nện sẽ phải được dẫn hướng bằng các cột dẫn hướng của khuôn.

Trong sự kết nối này, công bằng mà nói, sự phát triển của các dụng cụ đột dập hiện đại có độ chính xác cao với các bộ phận cắt làm từ cacbua vonfram và khổ giới hạn cắt gần bằng không sẽ không thể nào xảy ra mà không có các hệ thống dẫn hướng búa nện tinh vi.

Các dụng cụ đột dập trở nên ngày càng dài bất chấp các khoảng thời gian tải nạp ngắn nhất từ

Lực dập

Đồ thị lực dập

53

MACHINE TOOLS

trước tới giờ dẫn đến việc quy hoạch một khu vực nạp dụng cụ 600 mm. Máy đột dập tự động cũng sẽ có mặt với khu vực nạp dụng cụ là 700mm. Mẫu chuẩn của máy đột dập tự động được thiết kế như là một máy có hành trình cố định. Điều này đa số thỏa mãn nhu cầu của thị trường Châu Á, nơi mà hầu hết các máy được sử dụng cho sản xuất các linh kiện điện tử. Nó cũng có thêm tùy chọn điều chỉnh hành trình để thỏa mãn các thị trường và nhu cầu khác. Với hành trình cố định nhỏ nhất là tám mm, máy có thể hoạt động ở tốc độ 2000 spm.

CÁC THIẾT BỊ NẠP LIỆU Thiết bị nạp liệu bánh lăn BBV 180 được dẫn động cơ học thông qua một trục dẫn động. Nó kết hợp chặt chẽ rất nhiều lợi ích cho người sử dụng. Thiết kế và hình học của bộ phận nạp liệu làm cho việc điều chỉnh độ dày của vật liệu trở nên không cần thiết. Bất kể quá trình yêu cầu băng nào, độ dày đã đúng rồi. Điều này làm giảm nguy cơ thiết lập sai và giảm thời gian thiết lập khi thay đổi dụng cụ. Hơn nữa, nó cho phép việc thay thế bánh lăn trở nên dễ dàng và nhanh chóng, cải thiện tính linh hoạt và năng suất sản xuất.

Ngày càng nhiều khách hàng phải dùng vật liệu rất mỏng và dễ bị hỏng với độ dày không đến 0.1 mm và việc dẫn hướng băng thường là một vấn đề lớn. Điều này thường làm giảm tốc độ hoạt động và dẫn đến hiện tượng lệch răng và các vấn đề về dụng cụ xảy ra nhiều hơn. Thiết bị nạp liệu càng xa khuôn, các vấn đề càng trở nên rắc rối.

Vì lí do này, một thiết bị nạp liệu có bàn kẹp được thiết kế đặc biệt đã được phát triển từ sự hợp tác giữa Bruderer và Sankyo của Nhật Bản. Thiết bị nạp liệu có tay kẹp đặc biệt VGB 20MH được đặt giữa các trụ đỡ dẫn hướng, có nghĩa là nó được đặt rất gần khuôn dập.

Cùng với bàn dẫn hướng băng đặc biệt với trở lực bề mặt nhỏ, nó có thể giảm hay thậm chí Điều chỉnh độ cao búa nện loại bỏ các vấn trong quá trình dập là một đặc tính độc đáo của máy BSTA đề dẫn hướng được phát minh bởi Bruderer.

54

Hình hai

băng xảy ra khi sử dụng các vật liệu mỏng và dễ hư.

Một lợi ích khác là nguồn dẫn động cơ học của thiết bị nạp liệu thay cho nguồn dẫn động đai. Trục dẫn động có tính chống hao mòn cao và không có một chút khe hở cạnh nào giúp có thể khởi động máy với tốc độ cao hơn. Không những vậy, loại thiết bị nạp liệu mới được hợp nhất vào trong hệ thống bôi trơn máy làm tăng tuổi thọ của thiết bị và bảo đãm hạn chế thời gian chết .

BỘ ĐIỀU KHIỂN Máy B-Essential thỏa mãn tất cả yếu cầu của bộ điều khiển phát triển cao và rất dễ hoạt động. Thông qua màn hình cảm ứng rộng 12 inch, người điều khiển có thể nhập tất cả các thông tin liên quan một cách nhanh chóng và với phương pháp kết cấu hoàn hảo hoặc thậm chí có thể cập nhật thông tin và tối ưu hóa những dữ liệu này trong quá trình đột dập.

Hoạt động nhằm tập trung vào các khả năng của người điều khiển hơn là tính tự động. Tất cả các đặc tính như thiết bị điều khiển động lực BDC hoặc là thiết bị điều khiển dừng TDC tự động được bổ sung vào thiết bị điều khiển. Đối với đặc tính bù trừ động học độ cao búa nện độc đáo, một phiên bản mới đã được phát triển. Phiên bản hiệu chỉnh BDC động học cho phép thiết lập bù trừ trong lúc chế độ dập đang được mở, dựa trên các thông số riêng của khuôn.

Người sử dụng cũng có thể lưu giữ các số liệu của một số lớn các bộ khuôn trong bộ nhớ dữ liệu dụng cụ và tái gia công 1 cách rất đơn giản, với nguy cơ thiết lập sai được giảm thiểu và thời gian cần thiết cho quá trình tái gia công như vậy được giảm tối đa. Vì vậy, nó dẫn tới năng suất cao hơn và tận dụng dây chuyền dập tốt hơn.

Phần cứng của thiết bị điều khiển được cài đặt sao cho tất cả các bộ phận quay, như là bộ thông gió và đĩa cứng, được loại bỏ. Điều này dẫn tới việc giảm thiểu nguy cơ hư hỏng phần cứng và vì thế đáng tin cậy hơn và hiệu suất hoạt động tốt hơn.

Dựa trên thông tin cung cấp từ Bruderer

MACHINE TOOLS

Sử dụng ánh sáng

Bystronic

Việc sử dụng laser trong sản xuất dẫn tới thời gian cài đặt ngắn và không cần sử dụng dụng cụ gia công rắn. Trình bày bởi MOGAN SWAMY

C

ông nghệ laser đã chứng minh là một dụng cụ sản xuất có thể phát triển được. Thời gian cài đặt ngắn và thực sự không cần thiết sử dụng dụng cụ gia công rắn, giúp nó vượt qua các công nghệ gia công khác về mặt ứng dụng. Laser, là khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích, là một quá trình mà nhờ đó một vật liệu có thể bị cắt hoặc đánh dấu bằng cách sử dụng chùm tia laser dưới sự điều khiển của máy tính.

Nhiều loại vật liệu đa dạng có thể bị cắt hoặc

56

đánh dấu theo cách này mặc dù ngày nay, chúng có xu hướng chủ yếu là kim loại. Trong hầu hết các ứng dụng gia công kim loại, nhìn chung có hai loại laser được sử dụng. Một loại được gọi là YAG hoặc là yttrium aluminum garnet, và loại còn lại là CO2 hay còn gọi là cacbon oxit. Nhìn chung, CO2 là loại laser có hoạt tính mạnh hơn, và ứng dụng của nó chủ yếu dùng để cắt kim loại.

Cần chú ý rằng công nghệ laser có thể được sử

MACHINE TOOLS

dụng cho 3 ứng dụng khác nhau: cắt, hàn và đánh dấu. Trong ứng dụng cắt, các phần rất nhỏ của phôi gia công bị ăn mòn khỏi vật liệu chủ, thông qua các vụ nổ nhỏ, khi chùm tia laser đi qua, dẫn tới lượng quét bỏ kim loại rất nhanh. Tuy nhiên, khi năng lượng laser tập trung vào chi tiết ở dạng nhiệt, nó làm mềm dẻo chi tiết gia công, cho phép thực hiện quá trình hàn. Laser rất hiệu quả trong việc nối các kim loại không giống nhau, cần hay không cần hàn vật liệu, và chùm laser có thể được biến đổi để thâm nhập vào phôi ở độ sâu quy định.

Theo hướng này, độ sâu thâm nhập được điều khiển cũng cho phép tia laser được sử dụng trong đánh dấu chi tiết gia công. Quá trình đánh dấu nhìn chung được dùng cho khả năng tạo vết của chi tiết, các biểu tượng thương mại và cho các yêu cầu thông tin. Nhưng trong ứng dụng này, cũng như trong các ứng dụng hàn, laser YAG được ưa chuộng hơn là CO2 bởi nó hoạt động ở mức năng lượng thấp hơn, do nó sử dụng môi trường phát sáng khác. Vì thế, nó có khả năng điều khiển tinh hơn, và cường độ ra thấp hơn, tạo ra ít nhiệt hơn trong phôi.

Tuy nhiên, các ứng dụng mới với các máy laser đa trục, chuyên dụng dùng để cắt mép hoặc cải biến các bộ phận đã được hình thành, thường dùng cho các mẫu thử và các biến thể có dung tích nhỏ. Cũng có những máy khác được phát triển đặc biệt cho việc cắt ống của bất cứ hình dạng nào như hình tròn, oval hay chữ nhật. Sự phát triển của các máy này đã mở ra tiềm năng cho các chuỗi sản xuất mới được phát triển riêng biệt xung quanh quá trình, và người ta đoán trước rằng sẽ có các phát triển thú vị trong gia công ống.

TRONG MỘT TỪ - TỐC ĐỘ Lợi ích toàn diện của laser đối với khách hàng là khả năng xoay vòng. Nó đưa đến một trong những lợi ích quan trọng hơn của công nghệ laser, là thời gian và vì thế, tiết kiệm chi phí. Những tiết kiệm này thường đạt được mà không cần dụng cụ gia công rắn. Và bởi vì không cần phải chống lại áp lực dao cắt, các yêu cầu về dụng cụ gia công và gá kẹp được giảm rõ nét. Những đòi hỏi kẹp giữ chi tiết gia công được đơn giản hóa, cho phép một trình tự được cài đặt và chạy mà không cần thời gian sớm cần thiết cho sản xuất và lắp đặt các gá kẹp. Điều này cho phép các nhà sản xuất kiểm soát kế hoạch sản xuất tốt hơn, và các cải tiến về lưu lượng này cũng có thể giúp giảm bớt mức dự trữ một cách rõ nét. Vì những lý do này, việc sử dụng laser trở nên phổ biến trong sản xuất nguyên mẫu, nơi mà các cải biến có thể được thực hiện ngay tức khắc và các mẫu được sản xuất trong vòng vài giờ.

Laser, là khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích, là một quá trình mà nhờ đó một vật liệu có thể bị cắt hoặc đánh dấu bằng cách sử dụng chùm tia laser dưới sự điều khiển của máy tính

Việc tiết kiệm sử dụng vật liệu cũng là một lợi ích chính khác trong sử dụng công nghệ laser. Các bộ phận cắt laser, tùy vào hình dạng, có thể được lắp rất gần để đạt được sản lượng tối đa và vì thế chi phí thấp nhất. Điều này có thể đạt được bằng cách tải các chi tiết được tạo từ CAD và lập trình các máy cắt laser. Các mô hình toán học trên bộ xử lý máy tính gần như được tái tạo một cách chính xác trong quá trình tạo nguyên mẫu, sau đó được đưa vào dây chuyền sản xuất với độ chính xác thống kê vốn không thể thực hiện với các kỹ thuật gia công khác.

Trước tiên, điều này là do quá trình cắt bằng laser không gây ra ứng suất hoặc làm méo chi tiết do nhiệt. Nó để lại mép chi tiết sạch và loại trừ các hoạt động thứ cấp như là mài nhẵn. Điều này có thể xảy ra do các máy laser có khả năng tạo ra các xung sóng cực đại với dạng sóng hình chữ nhật, cho phép sản xuất các chi tiết với tốc độ cực lớn mà không phải hy sinh độ chính xác hoặc chất lượng mép ưu việt. Vì thế, chúng lý tưởng cho các vật liệu phôi mỏng vốn khó giữ trên các dụng cụ máy cắt kim loại thông thường.

Hơn thế nữa, chúng cung cấp tốc độ cực tốt cho việc cắt lỗ với các kích thước khác nhau, và cũng dùng cho các vết cắt phức tạp hoặc là các dấu trên bề mặt nhấp nhô, và lỗ đục và các mẫu lỗ với hầu hết các hình dạng và kích thước khác nhau có thể được cắt thường xuyên và có thể đoán trước được.

Nó cung cấp cho khách hàng các sản phẩm được gia công ổn định vốn, trong hầu hết các trường hợp, có thể được kết hợp ngay tức khắc vào trong sản phẩm .

Nhưng trong nhiều trường hợp, bất cứ thiết bị thay thế quá trình cắt hoặc đánh dấu có thể, trong điều kiện tốt nhất, đắt hoặc, thỉnh thoảng, không thể

57

MACHINE TOOLS

Việc sử dụng laser trở nên phổ biến trong sản xuất nguyên mẫu, nơi mà các cải biến có thể được thực hiện ngay tức khắc và các mẫu được sản xuất trong vòng vài giờ

thực hiện. Sự thật là người ta có thể sử dụng laser trong các quy trình chính xác rất cao với dung sai được đo ở micron, nhưng phần lớn sản phẩm đi qua xưởng có bản chất khá bình thường nên không thể yêu cầu dung sai cực nhỏ được. Tuy nhiên, chúng đang được sử dụng ngày càng nhiều trong các lĩnh vực như là hàng không và các ngành công nghiệp khác đòi hỏi công nghệ và độ chính xác cao.

Tính vạn năng của laser giúp nó phù hợp với các ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp đa dạng từ làm mẫu tới đóng tàu. Khả năng tạo ra các bán thành phẩm mà không đòi hỏi dụng cụ gia công phức tạp không những giảm rất thấp chi phí sản xuất các nguyên mẫu mà còn giảm thời gian cần thiết đi rất nhiều. Hơn thế nữa, độ hẹp rãnh của chùm tia laser có thể tạo điều kiện thuận tiện cho việc ghép các vật liệu khác mà trước đây có nghĩa là tốn nhiều công đoạn và phung phí nhiều vật liệu, vì vậy, nó giúp cho việc cải biến được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng.

Thật ra, ngày nay nhiều chi tiết được sản xuất bằng cắt laser không thể thực hiện bằng các phương pháp khác hoặc nếu có thì chi phí cao đến mức không thể sản xuất được. Hiện nay công nghệ cắt laser được sử dụng để tạo ra các quan niệm đột phá, đặc biệt với việc sử dụng uốn cong mềm. Đây là một quá trình mà các khe hở được cắt thành tiết diện để có thể uốn bằng tay.

Nói tóm lại, tốc độ đồng nghĩa với công nghệ laser. Nhìn chung, tốc độ cắt cao hơn của laser khiến chúng vượt trội đến nổi sự chênh lệch thời gian giữa các kỹ thuật gia công khác không còn là yếu tố ảnh hưởng đến cách lập kế hoạch công việc. Điều cân nhắc chính là đưa công việc đến khách hàng trong thời gian ngắn nhất có thể. Điều đó thường có nghĩa là tìm cách dễ dàng nhất để thực hiện công việc, vốn càng ngày càng thiên về sử dụng laser.

58

CHẤT KEO KẾT DÍNH Laser không thay thế các kỹ thuật gia công khác.

Tuy nhiên, chúng có thể thực hiện một số chức năng cụ thể tốt hơn, nhanh hơn hoặc rẻ hơn các phương pháp thay thế khác. Không những chỉ có laser, được coi như là một công nghệ, mà còn có các chương trình hay các phần mềm, được kết hợp vào máy laser, để hỗ trợ xử lý các kỹ thuật gia công.

Ví dụ, yêu cầu chế tạo và lắp ráp gá kẹp để giữ phôi gia công đơn giản, một trong những thuận lợi vượt bật của laser, đã được bù lại bằng gói phần mềm tạo gá kẹp theo ý khách hàng cho các ứng dụng laser.

Phần mềm bắt đầu bằng cách nhập dữ liệu CAD, vốn có thể là mẫu đặc hoặc bề mặt, vào trong phần mềm.

Mẫu sau đó được định hướng trong không gian tương đối với đế hay bàn máy, với các thông số vùng hoạt động ở trục X,Y và Z được chỉ định sao cho khớp vào trong khu vực cắt của máy laser. Một bộ các đường lưới ở dạng mặt cắt của gá kẹp sau đó được tạo ra bởi phần mềm, có thể hỗ trợ tốt nhất cho phôi gia công.

Những đường lưới này được chọn trên một màn hình, và một cái gá ba chiều được hình thành từ những lưới này. Ban đầu, nó được thực hiện bằng cách tạo ra các chi tiết kim loại tấm hai chiều với các đường biên hợp với dạng hình học của mẫu CAD. Một đường dẫn dụng cụ cho laser sau đó được tạo ra, cho CNC trên máy laser, để cắt các bộ phận của gá kẹp.

Bên cạnh đó, việc kết hợp tự động các bộ phận trong phôi gia công là một phần then chốt của phần mềm. Đối với điều này, đường dẫn dụng cụ có thể được mô phỏng để kiểm tra sự giao thoa và các vấn đề khác, và theo đó, đường cắt hoặc dạng hình học

Quá trình cắt bằng laser không gây ra ứng suất hoặc làm méo chi tiết do nhiệt.

Nó để lại mép chi tiết sạch và loại trừ các hoạt động thứ cấp như là mài nhẵn

MACHINE TOOLS

của gá kẹp có thể được điều chỉnh tại điểm giao thoa.

Hơn thế nữa, vấu và kẹp được tạo ra trong cơ sở dữ liệu phần mềm để giảm thiểu sự lặp lại của công đoạn.

Bộ xử lý trên CNC trong máy laser cũng có thể được sử dụng để điều khiển chùm tia laser thông qua một quá trình được gọi là xuyên thủng động lực. Kỹ thuật này cho phép điều khiển lá chắn laser để cho đúng lượng năng lượng cần thiết để xuyên và cắt một phôi. Điều này, thực chất, tăng tối đa tốc độ và hiệu suất của máy laser.

Tuy nhiên, để cắt các vật liệu với đặc điểm đa dạng, tùy chọn năng lượng khác nhau có thể cần thiết để phân phối chùm tia laser. Điều này bắt phải có trục có trợ động CNC để điều khiển trọng tâm laser để có độ chính xác định vị cao giúp cài đặt máy nhanh hơn.

Bộ xử lý trong máy tính trên CNC không những chỉ điều khiển chuyển động tuyến tính trên trục X, Y, va Z, của trợ động trọng tâm tự động, mà còn tương thích với tự động hóa và các thiết bị xử lý vật liệu. Một vài máy laser kết hợp với một hệ thống đệm con thoi, có thể dời phôi gia công trong vài giây, trong khi laser vẫn đang cắt, giúp nâng cao sản xuất các dây chuyền ngắn.

CHI TIẾT DÍNH Quan trọng là laser phải được hợp với vật liệu sắp được gia công. Laser YAG tạo ra chất lượng cắt hoặc hàn cao do khả năng điều chỉnh của nó, nhưng tốc độ gia công có thể chậm hơn một tí so với laser CO2 hoạt tính mạnh hơn. Lưu ý là cần thiết do tất cả các quá trình cắt kim loại bằng laser tạo ra vùng chịu tác động nhiệt, dễ tạo ra các oxit gây bất lợi cho vấn đề chất lượng.

Phản ứng giữa oxy và sắt có sẵn trong kim loại tạo ra lớp sắt oxit trong suốt quá trình cắt bằng laser, thể hiện ở dạng vẩy dính dễ sứt mẻ từ bề mặt kim loại khi va chạm. Vì thế, việc giảm nhiệt là cấp bách do nó sẽ tiết kiệm thời gian gia công toàn diện bằng cách giảm các hoạt động thứ yếu vốn cần để làm sạch các vùng bị tác động nhiệt trong phôi gia công. Theo cách này, laser YAG trở nên hữu ích, nhưng trong trường hợp các vật liệu có khả năng phản xạ cao được gia công và để giảm sự phản xạ của laser, một hỗn hợp không khí và khi hiếm như heli được đưa vào quá trình gia công laser, để giảm tính phản xạ và làm mát phôi gia công.

Tuy nhiên, để tránh sự phá hủy do kết dính, các khiếu nại của khách hàng và yêu cầu bảo hành, việc kiểm tra chất lượng được thực hiện để hoàn toàn quét bỏ các oxit được tạo ra trong suốt quá trình cắt bằng laser. Vì thế, một vài xưởng sản xuất sử dụng các phương tiện cơ học như đánh bóng bằng tay hoặc phun cát làm sạch. Nhưng những bất lợi của các kỹ thuật này là tốn thời gian và thường dùng nhiều lao động, vốn có thể tượng trưng cho phí tổn đáng kể, và cũng

làm cho phôi gia công không nhất quán, do sự lơ là của người thực hiện. Hơn thế nữa, không thể tiến tới mọi góc ngách và xó xỉnh, đặc biệt là những lỗ nhỏ và lỗ đục.

Kết quả là, số lượng ngày càng tăng các người sản xuất và gia công tinh đang đưa chất tẩy rửa hóa học vào các hệ thống lau chùi tự động. Do các lớp oxit là hợp chất vô cơ, các chất tẩy rửa gốc axit được dùng để chống lại các chất có gốc kềm thông thường. Tuy nhiên, để tránh các hư hại lên hệ thống lau chùi, các axit với độ độc thấp, như là axit photphoric, được dùng để kết hợp với các chất có hoạt tính bề mặt và các vật liệu thô khác, cho các ứng dụng như vậy. Axit loại bỏ các lớp oxit và bất cứ vết bẩn vô cơ nào khác, trong khi các chất có hoạt tính bề mặt và các vật liệu thô khác quét bỏ dầu và vết bẩn hữu cơ. Một sự kết hợp như vậy có thể có ích không chỉ trong việc

CO2 nhìn chung là loại laser có hoạt tính mạnh hơn

loại bỏ sắt oxit mà còn các dầu mỡ có thể tích lũy trong phôi máy trong suốt quá trình uốn, tạo khuôn và dập.

Tuy nhiên, việc đưa và sử dụng các chất tẩy rửa như vậy sẽ đòi hỏi vốn đầu tư đáng kể cho máy rửa thép không rỉ hoặc polypropylene. Nó cũng đòi hỏi những biện pháp an toàn và kiến thức, từ người vận hành máy, về quá trình làm sạch bằng hóa học.

Nhưng với tất cả những ứng dụng mới, việc cắt và đánh dấu laser đã có những bước tiến dài kể từ khi người ta lần đầu tiên sử dụng nó như là một máy dụng cụ. Không còn nghi ngờ nào nữa, nó sẽ tiếp tục được phát triển khi các ứng dụng mới được khám phá.

59

MACHINE TOOLS

KỸ THUẬT ĐÁNH DẤU LASER NGÀY CÀNG TIẾN BỘ Các công ty ngày càng tỉ mỉ hơn trong việc đóng nhãn logo và mã số trên sản phẩm cho mục đích nhận dạng và bảo hành.

Việc đánh dấu bằng laser thay thế nhiều phương pháp gia công thông thường.

Do sự phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực đánh dấu, công ty TRUMPF Laser Marking Systems AG được thành lập vào năm 2000. Công ty chịu trách nhiệm phát triển, sản xuất và buôn bán toàn cầu trong thị trường này.

Chùm tia laser cho phép đánh dấu không tiếp xúc và không bị hao mòn, giúp cho nó là phương pháp lý tưởng để đánh dấu bất cứ hình dạng sản phẩm nào, thậm chí là những vị trí khó chạm đến. Phương pháp đánh dấu này không thể xóa dấu

đánh dấu laser VectorMark được cấp chứng nhận. Nó bao gồm loạt thiết bị VectorMark compact và VectorMark impact với công suất đầu ra , bước sóng và môi trường phóng laser khác nhau.

Tùy vào các đòi hỏi và vật liệu của quá trình, người ta có thể chọn lựa laser sao cho phù hợp.

Phiên bản cơ bản của hệ thống đánh dấu laser phát ra tia laser trong khu vực hồng ngoại với bước sóng là 1064 nm.

Các hệ thống tần số kép với bước sóng

cách che phủ chuyển động của thiết bị di chuyển trên các gương lệch. Tốc độ của dây băng tải được đo liên tục để đánh dấu chính xác hơn, thậm chí nếu dây chuyền lắp ráp được tăng tốc hay hãm lại. Phần mềm bổ sung “Quickflow” có thể được sử dụng để trao đổi dữ liệu với các hệ thống bên ngoài cho loại đánh dấu biến thiên. Với thiết bị kỹ thuật này, người ta ứng dụng các thang đo riêng, ví dụ, như máy dập mạch.

Một sản phẩm TRUMPF được trình

vết, và vì thế rất bền. Các sản phẩm chưa hoàn thiện, bán tinh và tinh với các vật liệu khác nhau được đánh dấu một cách nhanh chóng, với chất lượng cao và trong tất cả các loại khác nhau.

Lập trình laser thân thiện có thể ở dạng các chuỗi số, văn bản biến đổi, mã vạch, mã ma trận dữ liệu, logo và các bản vẽ được đánh dấu dễ dàng. Nếu thiết kế phải bị thay đổi, chương trình đánh dấu được cải biến dễ dàng. Thời gian cài đặt và chờ đợi được loại bỏ.

532 nm và các hệ thống ba tần số phát ra các bức xạ ở gần khu vực tia cực tím với bước sóng là 355 nm được dùng để đánh dấu chất dẻo và các vật liệu bán dẫn. Bước sóng UV sẽ thiết lập một hệ mới cho đánh dấu vật liệu tổng hợp.

Bước sóng ngắn này phản ứng trực tiếp với các liên kết của chất dẻo, do đó ngăn chặn tác động phá hủy bởi nhiệt. Đặc biệt với các vật liệu hiếm, người ta có thể cải thiện chất lượng đánh dấu và đạt được tốc độ đánh dấu nhanh hơn.

Máy VectorMark impact 3 là đại diện đầu tiên cho thế hệ các máy đánh dấu mới. Laser mới này bổ sung loạt sản phẩm VectorMark vốn đứng vững trong một thời gian dài và kết hợp chất lượng cao của chùm tia với một hiệu suất cao hơn bao giờ hết.

diễn trong hội chợ thương mại LASER gần đây là một đầu đánh dấu kép. Nó bao gồm 2 máy quét riêng lẻ để làm lệch chùm tia laser. Chúng có thể hoạt động đồng thời hoặc không đồng thời. Năng lượng laser có thể được chia bớt bằng sự phân chia năng lượng hoặc thời gian.

Tùy vào ứng dụng, đầu đánh dấu kép có thể được dùng để mở rộng khu vực đánh dấu hoặc để gấp đôi công suất. Các ứng dụng mẫu cho việc đánh dấu bằng đầu kép là các thiết bị điện tử trong ngành công nghiệp bán dẫn hoặc là các bàn phím của điện thoại di động.

Bên cạnh thiết bị đánh dấu laser TRUMPF VectorMark giống như một bộ phận tích hợp, với các máy tính chuyên dụng bao gồm trong loạt sản phẩm TRUMPF VectorMark Workstation, TRUMPF đang cung cấp một loạt các hệ thống hoàn chỉnh để giải quyết các công việc đánh dấu phức tạp.

Theo mẫu cơ bản, các loại VectorMark Workstation F với tính chất đặc biệt là các panen bên có thể tháo rời được, cho phép gia công các chi tiết dài hơn, sẵn sàng để được kết hợp vào dây chuyền sản xuất tự động. Đối với việc sản xuất bán tự động với các mẻ sản xuất trung bình, VectorMark Workstation có thể được trang bị một bàn dịch chuyển xoay 2 trạm với các kích thước nhỏ gọn giống nhau.

Tất cả các thiết bị được điều chỉnh tới độ cao của chi tiết bằng cách sử dụng trục Z được điều khiển bởi motor.

Tính linh hoạt vô địch Khi so sánh với các phương pháp chạm khắc, chạm nổi, khắc axit hoặc in truyền thống, đánh dấu bằng laser nổi bật với tính linh hoạt vô song, trong khi đó vẫn giữ lại chất lượng gia công và hiệu quả kinh tế cực tốt. Với laser, người ta có thể đánh dấu các vật liệu mà không cần xử lý trước hay sau. Nó giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất.

Mẻ sản xuất nhỏ, nhận thức về chi phí và chất lượng tăng, và các đòi hỏi khắt khe chưa từng có liên quan tới việc đánh dấu sản phẩm, là tất cả các đặc điểm nổi bật của sản xuất công nghiệp ngày nay.

Việc kèm theo số, chữ hoặc các mã nhận dạng đã trở thành một phần của quá trình gia tăng giá trị sản xuất. Với họ sản phẩm VectorMark, TRUMPF đưa ra một chương trình trọn vẹn cho đánh dấu laser được bơm trong ống 2 cực, các hệ thống đánh dấu laser và phần mềm đánh dấu.

Hàng loạt sản phẩm của thiết bị

60

Phần mềm đánh dấu và sự chọn lựa phần mềm Rất dễ tận dụng các khả năng đa dạng khác nhau của VectorMark compact với phần mềm đánh dấu dễ sử dụng TruMark của TRUMPF. Nó có mặt với nhiều ngôn ngữ khác nhau. Phần mềm thêm vào cho các ứng dụng đặc biệt như là “Quickflow” và “Marking on the fly” mở ra nhiều tiềm năng sử dụng máy đánh dấu laser TRUMPF. Các quy trình sản xuất liên tục không có xung nhịp đòi hỏi khả năng đánh dấu sản phẩm mà không làm gián đoạn công việc. Người ta đã đạt được khả năng đánh dấu không không bị méo với ”Marking on the fly” bằng

MACHINE TOOLS

Nếu không, khả năng ra khỏi tiêu điểm được hợp nhất cho phép người sử dụng đánh dấu trên độ cao Z khác nhau mà không cần điều chỉnh trục. Đặc điểm này cực kì hữu ích đặc biệt trong đánh dấu laser trên các bề mặt cong. Nếu có bất kỳ yêu cầu nào với các chi tiết lớn hơn hoặc tròn, các trục bổ sung với bộ điều khiển số cũng là một lựa chọn.

VectorMark Workstation kết hợp tất cả các chức năng cần thiết vào trong một máy nhỏ gọn. Đối với tất cả các hệ thống thao tác, thiết bị hút khói kết hợp với đầu

lọc cacbon kích hoạt và làm mát không khí hoặc thiết bị trao đổi nhiệt ngoài đã có sẵn. Sự nhỏ gọn của máy kết hợp với đầu nối 230 V / 110 V làm kết nối ngoại biên cung cấp thêm các lựa chọn khi chọn khu vực lắp đặt.

TRUMPF cũng đưa ra hệ thống để bàn VectorMark Workstation 150. Hệ thống nhỏ gọn này nhẹ và cho phép người sử dụng hoạt động ở 3 mặt. Mặc dù hệ thống này được xây dựng với các cửa trượt điều khiển bằng tay, nó cũng thỏa mãn tiêu chuẩn laser Class 1 về bảo vệ an toàn.

Toàn bộ hệ thống laser và bộ cảm ứng cũng có thể truy nhập thông qua TRUMPF Telepresence. Đặc tính này cho phép các tổ chức TRUMPF đăng nhập vào hệ thống đánh dấu laser ở bất cứ đâu trên thế giới chỉ với kết nối cáp internet hoặc dây điện thoại. Với hệ thống kết nối và cảm ứng này, nó cho phép các nhóm bảo trì chẩn đoán bất cứ lỗi nào trong hệ thống.

Dựa trên thông tin cung cấp từ TRUMPF

QUÁ TRÌNH SINH LỢI NHUẬN LVD đã mở rộng loạt hệ thống cắt laser Orion CO2 với máy Orion 3015Plus và Orion 3015 Auto Load/Unload có đặc điểm tăng cường.

Máy Orion 3015Plus cho phép định vị tiêu cự tự động, chức năng điều khiển quá trình tốt hơn, và hệ thống tải/dở tải tự động tùy chọn bổ sung vào tất cả các đặc tính tiêu chuẩn của máy Orion.

Các hệ thống cắt laser Orion của LVD giúp gia công sinh lợi nhuận với hàng loạt các loại vật liệu với kick thước tấm lên tới 1500 x 3000 mm. Thiết kế kiểu ghép của Orion bao gồm hệ thống dẫn động thanh răng và bánh răng có độ rắn chắc và chính xác cao, giúp điều khiển chuyển động và vị trí chính xác.

Các khung rắn cho phép hệ thống Orion duy trì tốc độ gia công cao mà không làm giảm chất lượng cắt. Một hệ thống tia đơn giản đảm bảo đồng chỉnh dễ dàng và đường dẫn tia ổn định.

Cài đặt nhanh Orion 3015Plus được củng cố với NC Focus tự động, sử dụng một motor có trợ động AC để điều chỉnh tự động các vị trí tiêu điểm tối ưu cho các vật liệu được gia công. Vị trí tiêu điểm của các vật liệu khác nhau được xác định tự động bởi các bàn công nghệ của máy và cài đặt tự động bằng hệ thống NC Focus. Một bộ cảm ứng chiều cao bằng điện dung gắn sẵn tự động duy trì khoảng cách cố định giữa đầu đọc và tấm kim loại, tự động bù bất cứ sự gồ ghề nào trong vật liệu.

Đầu cắt laser tiêu chuẩn chứa được thấu kính thay đổi nhanh 5’’ hoặc 7.5’’.

Thấu kính thay đổi nhanh được làm mát bằng nước này có thể được lắp đặt hoặc trao đổi dễ dàng, bằng cách sử dụng hệ thống tự định tâm. Việc định cỡ thấu kính có thể được lập trình và nhanh chóng xác định được.

Việc lựa chọn tự động khí cắt tiêu chuẩn và điều khiển áp suất khí cắt tự động với van có trợ động là các đặc điểm tiêu chuẩn khác giúp đơn giản hóa việc cài đặt máy và hoạt động. Đầu cắt áp suất cao tạo ra các vết cắt sạch một cách khác thường và được trang bị với hệ thống an toàn dùng để bảo vệ đầu cắt khỏi va chạm với phôi gia công. Orion 3015Plus được trang bị thiết bị điều khiển quá trình có thể tự động cảm nhận thời gian đục và dò và điều khiển plasma khi cắt thép không rỉ và nhôm. Đặc điểm được củng cố này tối đa hóa thời gian gia công và tối thiểu hóa hư hỏng chi tiết do tổn thất cắt.

Thêm nữa, một thiết bị xịt khí/dầu phân tán vẩy một cách an toàn và bôi trơn tấm kim loại khi gia công vật liệu dày hơn, đãm bảo chất lượng chi tiết được duy trì.

Fanuc RF đáng tin cậy được kích hoạt bởi dòng quanh trục laser CO2 tốc độ cao.

Laser, thiết bị điều khiển CNC, bộ truyền động và các motor được kết hợp hoàn toàn với nhau, cung cấp tốc độ gia công ưu việt, độ tin cậy cao và chi phí hoạt động và bảo trì thấp. Orion 3015Plus được củng cố thiết bị điều khiển Fanuc 16i-LB CNC với màn hình màu 9.5’’, tăng bộ nhớ và bổ sung chức năng điều khiển.

Thiết bị điều khiển GE Fanuc hợp nhất giúp tái sản xuất một cách hoàn hảo các đường viền được lập trình, tạo ra góc nhọn với tốc độ cao. Công suất laser được khớp với tốc độ vector để có được bề rộng cắt không đổi và một khu vực chịu ảnh hưởng nhiệt nhỏ.

Tất cả các thông số, các quá trình chẩn đoán và khởi động được thực hiện một cách thuận tiện trên màn hình màu đơn. Bộ điều khiển 32 bit tạo ra có khả năng toán học mạnh mẽ và một thư viện vật liệu lớn.

Máy Orion 3015Plus sẳn sàng tự động và có thể được trang bị thêm hệ thống tải/dỡ tải tự động. Hệ thống tải/dỡ tải tự động loại bỏ quá trình xử lý tấm bằng tay và gia tăng năng suất và hiệu quả.

Bộ laser hợp nhất

Dựa trên thông tin cung cấp bởi LVD

Các hệ thống cắt laser Orion sử dụng GE

www.lvdgroup.com

61

MACHINE TOOLS

Đa dạng hóa:

Máy đa trục

Mori Seiki

Nói đến gia công đa trục là đề cập đến tăng hiệu quả sản xuất, và cuối cùng là, quyết định tính cạnh tranh của xưởng trên thị trường toàn cầu. MOGAN SWAMY trình bày.

M

ôi trường sản xuất ngày nay đòi hỏi kỹ thuật và kết quả gia công, vì thế có thể dẫn đến nhu cầu độc nhất ở một xưởng máy công cụ. Làm vừa lòng tất cả mong muốn của khách hàng ở một trung tâm gia công có thể sẽ khó khăn, nhưng sự thay đổi nhu cầu cơ bản của khách hàng ngày càng tăng đã có một tác động tương ứng lên mức độ phức tạp của máy móc để đáp ứng những đòi hỏi này. Nhiệm vụ chính là đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, ngoài ra còn phải đi cùng

62

với khả năng cạnh tranh trên thị trường toàn cầu.

Một trong những công cụ như vậy, với khả năng xử lý độ phức tạp của phôi nhưng vẫn giữ tính cạnh tranh, là máy đa trục. Đặc điểm chung nhất của máy là khả năng thực hiện chuyển động đồng thời ở 5 trục khác nhau. Chuyển động của máy được xác định bởi 3 trục cơ bản: X, Y và Z, với trục Z song song với trục quay của công cụ. Thêm vào đó, khả năng xoay quanh trục X và trục Y của nó hoàn thiện định nghĩa của máy 5 trục.

Gia công với thiết bị 5 trục có thể cho nhiều ưu điểm. Những máy này có khả năng thiết lập những hình khối phức tạp trong một cài đặt đơn lẻ. Việc bỏ đi nhiều quá trình cài đặt có thể giảm thời gian và những lỗi cố hữu, vì thế giảm đáng kể thời gian cài đặt và hạ thấp chi phí mỗi chi tiết được gia công. Thêm vào đó, ngay cả khi những chuyển động được thực hiện đồng thời dọc theo trục X và Y, dữ liệu tham khảo được sử dụng suốt quá trình sản xuất. Điều này giúp gia công chính xác hơn và cải thiện chất lượng chi tiết.

Trong thực tế, lĩnh vực hàng không vũ trụ đòi hỏi máy năm trục cho bộ phận máy bay có nhiều biên dạng. Một số biên dạng này có thể là những mặt cắt 3D rất phức tạp, vốn rất phổ biến ở cánh quạt, cánh tua-bin, và công cụ đúc nhựa. Bản chất khí động lực của những linh kiện hàng không vũ trụ này dẫn đến những biên dạng phức tạp, chỉ có thể được gia công với chi phí thấp thông qua công cụ tiêu chuẩn của máy 5 trục. Hơn thế nữa, những chuyển động đồng thời dọc theo trục X và trục Y của máy cho phép những công cụ cứng, ngắn hơn được sử dụng. Những dao cắt dày, ngắn hơn làm giảm độ rung khi gia công những lỗ hổng không khí sâu hay đường biên.

Mục đích là nhằm loại bỏ dao địa hình hoặc công cụ đặc biệt với nhiều góc khác nhau để tạo biên.

Hệ quả là số lượng cài đặt ít hơn nhiều, trên một số

MACHINE TOOLS

Máy gia công năm trục có khả năng gia công những hình khối phức tạp trong một cài đặt đơn lẻ.

lượng máy ít, sử dụng công cụ tiêu chuẩn, giúp tiết kiệm tiền bạc và thời gian. Và nó có thể được nâng cấp, với trục quay hoặc tốc độ dao cắt cao hơn, bằng cách giảm tải trên dao cắt. Vì thế, hiệu quả chung của máy 5 trục là tăng năng suất, có độ chính xác trong gia công cao hơn, giảm hàng hóa tồn kho, và tăng cường việc sử dụng máy móc cũng như người vận hành.

SỰ LỰA CHỌN ĐƯỢC CÂN NHẮC Máy đa trục đưa ra nhiều khả năng và cấu hình.

Một ví dụ là trục quay có thể chuyển động theo trục, nhưng không theo góc. Nhưng hai độ tự do có thể được thêm vào bằng cách lợi dụng một hệ thống bàn xoay. Nó giúp cho phôi xoay. Tuy nhiên, cấu hình khác có thể không cho phép phôi di chuyển theo góc, nhưng cho trục quay mượn hai độ tự do. Hoặc là, máy có thể kết hợp cả hai, một trục quay là bàn xoay và trục quay thứ hai được tạo ra ở trục quay.

Tuy nhiên, những tình trạng cấu hình máy không loại trừ giới hạn góc và khả năng lặp lại của máy. Sự lặp lại là khả năng trở về điểm và vec-tơ ban đầu cố định của máy. Điều này không những chỉ được áp dụng đối với vị trí trục mà còn đối với giá trị góc máy năm trục.

Mặt khác, chuyển động quay quanh trục Z, có hạn chế nhất định đến máy. Chẳng hạn như, để cắt một phôi có biên dạng phức tạp bằng một dao ngắn, chúng ta cần thiết phải làm nghiêng dao thông qua trục X và Y, và xoay trục Z để cắt vòng quanh chi tiết. Tuy nhiên, những hạn chế trong vận tốc gốc có thể phản tác dụng gia công hiệu suất cao. Hơn nữa, giới hạn vật lý đối với số vòng quay cho phép bởi máy có thể giới hạn vận hành gia công đáng kể.

Về việc này, hình bao chi tiết thật sự rất quan trọng. Người ta có xu hướng làm cho phôi hoặc trục quay càng nhỏ càng tốt. Nó có thể được xác định theo hai hướng: thứ nhất, bằng cách dùng một công cụ cài đặt vào trục quay, và đo đạc hình bao với công cụ thẳng đứng, và thứ hai là công cụ giúp đạt giá trị máy tối đa.

Sau khi cân nhắc nhu cầu gia công ở phần cứng, bước tiếp theo là sự lựa chọn phần mềm CAM. Chúng ta phải nhớ rằng việc thêm vào hai chuyển động quay trong máy năm trục làm tăng đáng kể khả năng va chạm. Hơn thế nữa, khả năng va chạm có thể diễn ra nhiều hơn với thực tế là thỉnh thoảng máy 5 trục sử dụng phần mềm CAM ba trục, vốn dễ điều chỉnh hơn đối với công cụ ngắn, cứng hơn trong gia công. Phần mềm ba trục trong máy năm trục có thể là bản chỉ dẫn cho sự va chạm. Trong trường hợp này, kiểm soát va chạm được xem là quan trọng nhất, nếu không, xưởng phải chịu những thiệt hại lớn hơn cho thiết bị gia công đắt đỏ.

Nhưng hầu hết xưởng sản xuất, trừ khi hình học phôi được cho phép, trong việc lựa chọn phần mềm, họ chọn một gói phần mềm CAM ba trục với nhiều chiến thuật gia công khác nhau, một trong số đó có thể là chiến thuật 5 trục. Nhưng việc sử dụng gói phần mềm CAM ba trục mượn modun trong phần mềm tạo đường dẫn công cụ cho mặt phẳng hoặc những mô hình đặc là rất quan trọng, sau đó tự động chuyển đường cắt ba trục thành năm trục, vì thế, xoay công cụ nghiêng một góc đủ để tránh va chạm. Phần mềm này nhìn chung được dùng với công cụ ngắn, khi mà trục quay cần được nghiêng để vùng trên phôi có thể được gia công. Quá trình lập ra một góc cố định cho trục quay, nhìn chung, được biết đến như là gia công 3+2 trục với hai trục bị khóa trong khi những trục khác được dùng để thực hiện gia công chi tiết.

Tuy nhiên, vấn đề là phần mềm CAM phải có khả năng mô phỏng động cơ 5 trục đặc biệt mà nó phục vụ; nó phải có khả năng điều chỉnh đường cắt để tránh chạy vào giới hạn xoay. Điều này là rất quan trọng bởi vì trong hầu hết các trường hợp, phần mềm chỉ cần làm xoay một góc nghiêng đủ để tự động tránh được những va chạm giữa công cụ, giá đỡ và phôi.

Cũng phải nhấn mạnh rằng những máy năm trục khác nhau sử dụng bộ điều khiển năm trục khác nhau. Bộ điều khiển phải được xem xét cùng với phần mềm CAM bởi vì một vài bộ điều khiển hoạt động tốt nhất khi phôi được lắp với gốc gia công ngay tại giao điểm chính xác giữa các trục quay, trong khi những bộ điều khác ưa chế độ lựa chọn lượng cấp liệu ngược. Những thiết bị điều khiển này biết chính xác tâm điểm của công cụ ở đâu so với phôi, bất kể bao nhiêu chuyển động quay xảy ra, trong khi công cụ vẫn đang hoạt động. Sự hiểu biết về chức năng thiết bị giúp việc thực thi gia công 5 trục dễ dàng hơn.

MỘT TRỤC THỬ THÁCH Việc sử dụng dao cắt ngắn là một điểm mấu chốt của máy 5 trục. Nhưng trong ứng dụng gia công 3+2 trục, những chi tiết phức tạp đòi hỏi hàng loạt những

63

MACHINE TOOLS

hình chiếu nghiêng để bao gồm toàn bộ phôi gia công. Do đó, đường chạy dao sẽ chồng lên, và thời gian gia công tăng lên. Thêm vào đó, tăng chuyển động của công cụ dẫn tới vấn đề chất lượng bề mặt.

Tuy nhiên, chúng ta có thể thực hiện gia công 5 trục đồng thời, trong đó cho phép nhà sản xuất gia công với tất cả năm trục chuyển động cùng lúc, để vượt qua được những thiếu sót của máy 3+2 trục.

Theo truyền thống, chỉ những xưởng gia công chi tiết chủ yếu cho lĩnh vực không gian và máy phát điện dùng máy 5 trục. Đó vẫn là tình trạng hiện nay. Tuy nhiên, những cải tiến trong công nghệ CNC và máy năm trục đưa loại gia công này vào sử dụng ở các xưởng thuộc nhiều nền công nghiệp.

Chẳng hạn như, phay nhỏ một phôi trong 3 trục dùng đường chạy dao XYZ song song với dạng phôi. Vì thế, nếu đổi kích thước dao thay đổi, độ dài dao được bù trừ bởi một khoảng dịch chuyển. Tuy nhiên, trong gia công năm trục, khi trục quay tự quay quanh nó, thay vì chi tiết máy, mũi dao đi theo một đường dẫn khác từ chuyển động của trục tiếp tuyến.

Do đó, chuyển động gia tăng XYZ thay đổi với từng kích thước dao khác nhau. Điều này có nghĩa là kích thước dao phải được thiết lập trước, để xác định chuyển động trục giúp đem lại chuyển động chính xác của mũi dao, trước khi lập ra đường chạy dao chính xác. Khiếm khuyết của phương thức này là một chương trình hoàn toàn mới phải được viết mỗi khi dao được thay thế hoặc bổ sung.

Nhưng những phát triển trong công nghệ CNC không sử dụng đến công đoạn này. Công nghệ CNC ở máy 5 trục hiện thời cho phép người vận hành nhập kích thước dao ở dạng giá trị bù, ngay trước khi chạy chương trình CNC. Phần mềm này tự động bù trừ với kích thước dao và cập nhật những giá trị bù được thay đổi trong thời gian thực. Trong thực tế, chức năng này của CNC làm giảm nhu cầu sử dụng dao đủ tiêu chuẩn.

Tuy nhiên, để có thể đạt được điều này, chương trình CNC phải được chạy một càng hiệu quả càng tốt. Kiểm tra và tối ưu hóa dao rất quan trọng trong việc phát hiện ra những lỗi cố hữu ở chương trình CNC. Những dao này có thể kiểm vết cắt với những

ĐỘ CHÍNH XÁC CAO VÀ KHẢ NĂNG DỄ SỬ DỤNG Nhu cầu gia công hiệu suất cao, chính xác cao đang tăng và ngày càng nhiều người chú ý tới thị trường máy 5 trục. Trình bày bởi Kazutoyo Moriguchi, Quản lý, Bộ Phận Chiến Lược Tiếp Thị, của Mori Seiki.

Máy NMV5000 DCG kết hợp tất cả các công nghệ mạnh mẽ được tích lũy của Mori Seiki như Dẫn động ở trọng tâm (DCG) và Motor dẫn động trực tiếp (DDM). Những công nghệ này đã đạt trình độ gia công chính xác cao và hợp nhất quá trình trong gia công điều khiển 5 trục.

Cấu trúc của DCG được áp dụng vào trục Y và Z. Thuyết DCG cung cấp cách điều khiển dao động, vốn là một trong những kẻ thù chính của tốc độ cao và độ chính xác cao. Mori Seiki tái kiểm tra hoàn chỉnh các quan niệm truyền thống về công cụ máy, và đưa ra ý kiến sử dụng hai vít tròn được điều khiển đồng thời để đẩy chi tiết chuyển động tại trọng tâm ước lượng.

Bằng cách chấp nhận thuyết DCG, độ chính xác biên và chất lượng bề mặt gia công có thể được cải tiến, giảm thời gian gia công và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Máy NMV5000 DCG sử dụng DDM trên trục B và C để xoay bàn, được xem là

64

một đặc tính tiêu chuẩn.cDo DDM truyền năng lượng truyền động trực tiếp, không cần sử dụng bánh răng, nó tạo tốc độ, độ chính xác và hiệu suất cao. Tốc độ xoay bàn là 120phút-1 trên trục C; do đó cung cấp tốc độ cao. Các lựa chọn tốc độ trục C là 500 hoặc 1200 phút -1đều có sẵn.

Nó có thể xoay và cải thiện năng suất sản xuất của khách hàng.

Kết Cấu Bàn Trong Bàn, trong đó bàn trục C được đặt trong bàn trục B đã được sử dụng. Cấu trúc có độ bền vững cao cho phép độ chính xác gia công ổn định.

Cũng như vậy, nó sử dụng các ổ trục cực lớn, φ740 trên trục B và φ435 trên trục C, cải thiện độ bền vững.

Kết Cấu Bộ Đầm Bát Giác (ORC) được sử dụng cho trục Z. Một trong những thuận lợi của ống dẫn vuông thông thường là tính chất giảm chấn cực tốt.

Dầu bôi trơn trong túi dầu nếu bị đẩy ra vào qua kẽ hở do áp suất tiếp xúc bởi dao động, sẽ chuyển thành nhiệt.

Tuy nhiên, khi chi tiết chuyển động với tốc độ cao, dầu bôi trơn trong các túi dầu hoạt động như cái nêm, tạo ra sức cản trượt. Do chi tiết chuyển động chống lại điều này, nó tạo ra nhiệt tỉ lệ với tốc độ.

Kết quả là, chỉ có bề mặt phẳng bị nung nóng và các đường trượt bị cong.

ORC đã giải quyết vấn đề dịch chuyển nhiệt này. Các đường trượt được đặt theo đường chéo với nhau, bù lại dịch chuyển nhiệt cho nhau, vì độ biến dạng

MACHINE TOOLS

hướng dao khác nhau, và cũng kiểm tra cắt bỏ vật liệu cho những trục khác nhau. Hơn nữa, nó có thể tối ưu hóa lượng chạy dao được lập trình NC cho những điều kiện cắt khác nhau, vì thế, cho phép máy năm trục vận hành với công suất cao hơn. Phiên bản cải tiến để kiểm tra và tối ưu hóa dao cho phép mẫu thiết kế được nhập vào và so sánh với mẫu cắt. Nó phát hiện và đo đạc những tiêu chuẩn và vật liệu thừa ở bất cứ điểm nào trong suốt quá trình gia công.

Nhưng những phần mềm, như phần mềm dùng để mô phỏng máy CNC, có thể phát hiện va chạm và tai nạn suýt xảy ra giữa những thành phần của máy công cụ hoặc những thứ được xác định bởi người sử dụng. Bằng cách mô phỏng các quá trình gia công trước khi đưa vào vận hành thực tế, người ta có thể loại bỏ hiểm họa xảy ra sự cố máy và tiết kiệm được thời gian sản xuất quý báo.

MỘT XU HƯỚNG TRỤC Có thể trong tương lai, máy móc có thể không phải là máy năm trục chuyên dụng mà là một kết cấu, cung cấp cho xưởng sản xuất khả năng chọn lựa linh hoạt

do nhiệt đối xứng nhau. Từ lý do này, tâm của chi tiết chuyển động có thể duy trì ở cùng vị trí, giúp gia công có độ chính xác cao trong suốt chuyển động tốc độ cao.

Vì thế, ORC là một công nghệ khắc phục yếu kém và duy trì các điểm mạnh của ống dẫn vuông.

Khả năng vận hành và tiếp cận Máy NWV5000 DCG có thể khả năng tiếp cận và hoạt động tốt hơn các máy năm trục trước kia. Khe cửa rộng 920 mm, và khoảng cách giữa tâm bàn cài đặt tới mặt trước của máy là 500 mm.

Khả năng tiếp cận vào bên trong máy luôn tốt thậm chí khi APC được gắn vào, bởi vì phôi gia công được chuyển từ mặt này sang mặt kia của máy.

Với bàn nghiêng trên máy thông thường, được chống đỡ ở cả hai mặt, phôi gia công nằm đằng sau khi bàn bị nghiêng về phía trước. Điều này làm cho việc tiếp cận phôi trở nên khó khăn và khó kiểm tra tình trạng gia công. Với NMV5000 DCG, tiếp cận vào chi tiết gia công cực kì dễ dàng thậm chí khi bàn bị xoay.

Máy NMV5000 DCG được trang bị

ba, bốn hoặc năm quá trình gia công. Phần mềm có sẵn cung cấp hàng loạt các chiến lược gia công 2-D, 3-D, 3+2 và gia công đồng thời 5 trục đa dạng. Một vài phần mềm này thậm chí cung cấp các ứng dụng chuyên dụng cho phay đa lưỡi, lưỡi đơn và ống.

Phần mềm này cũng có thể cung cấp công nghệ đặc trưng nâng cao, cho phép định dạng đặc điểm linh hoạt hơn, giúp tiêu chuẩn hóa việc lập trình các hình học tái diễn và giống nhau. Về bản chất, bộ công cụ chung dùng cho gia công 5 trục đã được mở rộng cho gia công đa trục.

Về mặt phần cứng, ụ 5 trục có thể được gắn bổ sung vào trục chính của một trung tâm gia công đứng 3 trục thông thường, và gần như ngay lập tức, thêm hai trục quay CNC vào máy, làm cho máy có khả năng không những tái định hướng dao mà còn chạy dao trong chuyển động quay phối hợp, để thực hiện cắt 5 trục phức tạp. Tuy nhiên, độ cứng của phụ tùng này làm giới hạn vai trò của nó khi so sánh với các trung tâm gia công được thiết kế và thiết lập cho các thao tác 5 trục.

Mặt khác, trung tâm gia công thông thường được

với hệ thống hoạt động, MAPPS, với chức năng hỗ trợ điều khiển gia công năm trục.

Các mẫu máy, công cụ, vật liệu và gá kẹp được đăng kí; và một mẫu 3D được vẽ trên màn hình MAPPS để kiểm tra việc đụng chạm đồng thời với các chuyển động của máy thực.

Khi đụng chạm được phát hiện ra trong mẫu, các tín hiệu xuất hiện lên màn hình làm ngưng máy ngay tức khắc. Nó ngăn chặn các va chạm không chỉ trong khi chạy chương trình gia công, mà còn trong suốt quá trình cài đặt.

Các mẫu công cụ do các nhà sản xuất cung cấp sẽ được đăng kí khi gửi hàng, và dữ liệu của các gá kẹp có hình dạng phức tạp có thể được tải từ internet, loại bỏ rắc rối từ việc đăng kí dữ liệu mẫu và cho phép mô phỏng chính xác hơn.

Không những nó thành công trong việc cải tiến độ tròn của bề mặt X-Y, mà còn vượt tiêu chuẩn NAS về độ chính xác gia công của các máy điều khiển năm trục đồng thời. Với các máy thông thường, độ tròn 20~30μm là tiêu chuẩn NAS thông thường. Tuy nhiên, máy NMV5000 DCG đã đạt được độ tròn chính

Bảng 1: Điều kiện cắt Vật liệu Tốc độ quay Lượng chạy dao Chiều sâu cắt

Gỗ hóa học 12000 phút-1 5000 mm/phút 2~18 mm

xác cao lên tới 3.1μm.

Và nó cũng cải tiến hiệu suất trong gia công điều khiển năm trục. Ví dụ, lượng thải vật liệu tăng 25% so với máy cũ trong chế độ phay. Nó tạo ra khả năng cắt bằng với trung tâm gia công đứng có kích thước motor trục chính bằng nhau.

Ví dụ gia công Mori Seiki thực hiện gia công năm trục các quân cờ từ gỗ hóa học φ100 x 155 sử dụng chức năng tiện của máy. Đối với Quá Trình Một, tiện O.D. được thực hiện với tốc độ quay trục C cao. Số lượng dao được dùng sau gia công thô là bốn, và các điều kiện cắt với dao chính được trình bày trong Bảng Một. Không yêu cầu thay đổi cài đặt và thời gian gia công là 25 phút/chi tiết.

65

MACHINE TOOLS

trang bị một trong những loại ụ này cũng ít đắt tiền hơn các máy năm trục hoàn chỉnh. Thêm vào đó, ụ này cho phép thực hiện các quá trình gia công năm trục vốn không đem lại hiệu quả kinh tế khi thực hiện trên công cụ máy 5 trục truyền thống và đắt tiền hơn.

Tuy nhiên, không gian cần cho một ụ bổ sung quay trên trung tâm gia công có thể lấy đi một lượng khoảng chạy đáng kể. Kết quả là, máy sử dụng loại ụ như vậy phải có các khoảng chạy hoàn toàn lớn hơn kích thước của bất kỳ phôi gia công nào.

Mặc dù những loại công nghệ này có thể mở rộng sử dụng gia công năm trục, dù là phiên bản giả, bất cứ sự giảm giá đáng kể nào của trung tâm gia công năm

trục có thể đảo ngược xu hướng này. Tuy nhiên, cần nhớ rằng các lợi ích từ máy gia công năm trục nhiều hơn so với giá cả vốn chỉ cao hơn các máy ba trục một chút.

Nếu phôi gia công có đặc điểm vách góc, đòi hỏi nhiều gá kẹp hoặc gia công thừa, lợi ích đạt được nhờ giảm thời gian gia công, thời gian cài đặt, giảm chi phí của gá kẹp và dao, và giảm hoạt động gia công tinh, chất lượng sản phẩm tốt hơn, sẽ làm cho việc đầu tư vào máy đa trục là xứng đáng.

Bởi vì, nói đến gia công 5 trục là đề cập đến tăng hiệu quả sản xuất, và cuối cùng là, quyết định tính cạnh tranh của xưởng trong thị trường toàn cầu.

BÀI HỌC TỪ SARIX: ỨNG DỤNG KHÔNG GIAN Công nghệ phay siêu nhỏ EDM và lỗ khoan nhanh EDM của Sarix giúp tăng cao năng suất và hiệu quả.

Tất cả các công ty sản xuất các chi tiết công nghệ cao luôn đặt hiệu quả và năng suất lên ưu tiên hàng đầu .

Snecma muốn hợp lý hóa việc vận hành và trang bị máy móc với số lượng lớn để sản xuất cánh tuabin và lỗ khoan làm mát cánh quạt trong động cơ dân dụng. Điều này cụ thể được áp dụng trong gia công EDM những lỗ khoan “định hình” hoặc “khuếch tán” có mặt nghiêng hình nón ba chiều ở đầu vào, vót vào dần thành hình trụ . Những lỗ khoan như thế làm mát động cơ hiệu quả hơn nhưng hình dáng thì ngày càng dần trở nên phức tạp. Công nghệ phay siêu nhỏ EDM và khoan lỗ nhanh EDM của Sarix đã chứng minh rằng đây là giải pháp lý tưởng.

Mục đích giảm thiểu số thao tác trên động cơ 3 chiều với nhiều công cụ khác nhau được thực hiện bằng cách sử dụng công nghệ phay siêu nhỏ và siêu mài mòn của Sarix được phát triển gần đây và dùng một đường kính điện cực duy nhất. Hơn thế nữa, so với kỹ thuật khoan hiện tại, kỹ thuật phay siêu nhỏ EDM đảm bảo độ chính xác của luồng khí mát bằng cách giữ lỗ khoan hình trụ trên trục của lỗ khoan hình nón mà không có gối trục đáng kể.

66

Giải pháp Phiên bản 7 trục của động cơ Sarix SX-200 đã chứng minh cả tính khả thi và ổn định của toàn bộ quá trình EDM siêu nhỏ khi ứng dụng vào lỗ khoan có dạng hình nón. Sự lựa chọn này đã được khẳng định từ những bước thử nghiệm đầu tiên khi nó chứng tỏ khả năng đáp ứng được những quy tắc Snecma đối với hình khối, chất lượng bề mặt, và trên hết là dòng khí. Sự ổn định và khả năng tái lặp của công nghệ phay siêu nhỏ được hợp nhất vào quá trình sản xuất, và hiện tại còn được mở rộng ra đến lĩnh vực khoan cho tất cả các loại lỗ với đường kính khác nhau sử dụng một đường kính điện cực duy nhất. Đường kính của điện cực dùng cho lỗ khoan hình trụ có thể dao động trong khoản từ 0.20 mm cho tới 0.80 mm.

Cùng một điện cực được sử dụng cho lỗ khoan hình nón trong chế độ phay siêu nhỏ, song song với việc kiểm tra liên tục độ mài mòn. Những hình khoan nón khác nhau cần thiết trong việc khuếch tán dòng khí làm mát được kiểm soát bởi chương trình ứng dụng công nghệ phay siêu nhỏ SX-μEDMCAM-AERO.

Để đảm bảo sự vận hành liên tục và hiệu quả, động cơ SX phối hợp một thiết bị đổi điện cực.

Việc sử dụng một đường kính điện cực duy nhất cho tất cả các lỗ khoan chính là chía khóa để giảm thiểu chi phí trực tiếp và gián tiếp. Hiệu quả đáp ứng chỉ tiêu năng suất sản xuất của loại máy siêu nhỏ này đã được tận dụng trong quá trình khoan hoàn chỉnh cánh HP của động cơ.

Tính kinh tế của μEDM Sarix chào hàng thiết bị tự động hóa μEDM đã sẵn sàng được sử dụng, cạnh tranh với quá trình sản xuất truyền thống, và có tất cả những ưu điểm của gia công EDM siêu nhỏ.

Máy EDM siêu nhỏ này của Sarix đòi hỏi người vận hành phải xác định rõ vật liệu được gia công, chất liệu điện cực, và độ sâu của lỗ khoan.

Một khi đã được cài đặt, máy sẽ tự động kiểm soát và tối ưu hóa toàn bộ quá trình gia công mà không cần sự hiện diện của người vận hành và động cơ sẽ làm việc như một khối sản xuất tự trị.

Những phần được gia công trên máy thông qua quá trình μEDM có thể được sử dụng ngay mà không cần tinh chỉnh thêm.

MACHINE TOOLS

20 NĂM 5 TRỤC Bất chấp tất cả những thiếu sót hiện có, lĩnh vực công nghệ phay đã tạo ra một sự phát triển nhằm cách mạng hóa việc gia công các dạng hình học phức tạp của phôi - các chi tiết sản xuất với 5 trục được điều khiển bởi chương trình.

Đã có thời kì mà các hiển thị CNC trên các dụng cụ gia công là màu đen, các đồ họa được rút thành các khung đơn giản, và các toán tử, như là các kiểu vừa có chữ vừa có số, lóe lên với 3 màu: xanh, vàng, hoặc trắng. Dù đó cũng là thời gian khi mà, bất chấp tất cả các thiếu sót hiện có, lĩnh vực công nghệ phay đã tạo ra sự phát triển nhằm cách mạng hóa việc gia công các dạng hình học phức

tế được gia công tinh – không cần giám sát trong giờ nghỉ hay vào ban đêm trong một giá đỡ đơn độc. Điều này dẫn tới nâng cao năng suất, và trên hết, ngày nay, hiệu quả kinh tế trong việc xây dựng khuôn và dụng cụ khó có thể đoán được.

Mặc dù xảy ra trong thế kỉ vừa rồi, cảnh được tả chỉ mới có cách đây 20 năm. Tốc độ phát triển Deckel Maho trong lĩnh vực gia công 5 trục / 5 mặt

5X torqueMASTER với moment xoắn cực đại là 1,100Nm. Năng lưc phát triển trong hai thập niên vừa qua đã dĩ nhiên để lại những dấu vết không thể xóa nhòa trên các bộ điều chỉnh. Ngày nay, khớp với các bộ xử lý cực nhanh, các chức năng 3D mở rộng, và các hiển thị hình ảnh với độ phân giải cao 17’’, máy CNC đã tiến bộ hơn việc chỉ định vị các trục.

Ví dụ, thiết bị điều chỉnh vi mạch

tạp của phôi - các chi tiết được sản xuất với 5 trục được điều khiển bởi chương trình.

Cuối năm 1985 đã chứng kiến sự ra đời của bàn quay / xoay khớp chuyên NC cho các hoạt động được điều khiển bởi 5 trục trên các máy phay vạn năng C Series lúc đó. Các chuyển động quay của bàn này ở trên trục thứ tư và chuyển động quay (được xem như trục thứ năm) được cấp nguồn bởi các nguồn dẫn động không ma sát và không cần bảo dưỡng được khởi động trực tiếp bởi bộ điều chỉnh, như được mô tả lúc bấy giờ.

Mặc dù vậy, các khách hàng chưa sẵn sàng để chấp nhận ý kiến đột phá này. Nhưng nó không phải là vấn đề quan trọng đối với các kĩ sư Allgäu, họ không nản lòng trong cuộc đua phát triển này. Không tới hai năm sau đó, họ đã được đền đáp: trung tâm khoan và phay đa năng MH700 S cho gia công 5 trục, 5 mặt đã đứng đầu vào cuối xuân 1987.

vẫn đang tiến triển, nó đã được tìm thấy trong hàng sa số các biến thể và các đặc điểm đa dạng trong các danh mục máy móc hiện nay. Điều này bao gồm máy DMU 50 cực kì linh hoạt và máy DMU 50 eVo tuyến tính,các máy đa năng của loạt hàng monoBLOCK với các trục x đo từ 600 tới 1000mm, các tâm thẳng đứng của loạt hàng tuyến tính DMC V, và máy douBLOCK và các máy có thể di động của loạt hàng DMU P với các trục x lên tới 3,400mchiều dài và trọng lượng chi tiết máy tối đa là 16,000kg, không nói tới các tâm xoay và phay của thế hệ DMU/DMC FD vốn có thể thực hiện các hoạt động xoay phức tạp với tốc độ bàn lên tới 800 vòng/phút bên cạnh hoạt động 5 trục của chúng.

Bên cạnh đó, Deckle Maho đang đưa ra nhiều giải pháp cho mục tiêu gia công 5 trục đồng thời. Nhưng ngược lại trước đó một mình bàn quay/xoay khớp khuyên NC đã hoạt động như là phương tiện tới cuối cùng, ngày nay,với các phạm vi kết hợp đa dạng cho phép người sử dụng điều chỉnh một cách hoàn hảo hoạt động của máy với hàng loạt các cá thể .

Sự đột phá ấn tượng nhất ở khía cạnh này hiển nhiên là đầu phay đa năng với trục B hoặc A được điều khiển. Nó được nối lại bằng số lượng lớn các biến thể trục, thay đổi từ trục motor nhanh với tốc độ vượt quá 40,000 vòng/phút tới trục bánh răng cực mạnh

ATC cho phép người sử dụng điều chỉnh hoạt động gia công của hệ thống với ứng dụng, nhưng ngược lại, CollisionMonitoring, dựa trên điều khiển đột phá LookForward, đảm bảo rằng bất cứ va chạm nào trong quá trình chạy chương trình phức tạp được loại bỏ, thậm chí giữa mê cung các cấu hình trục.

Cần nói rằng khả năng có thể của dụng cụ máy ngày nay đã tăng gần lên gấp mười tới 340 lần dụng cụ bổ sung cho công nghệ cơ học và điều khiển.

Thú vị hơn là việc so sánh thời gian chết ngày xưa với bây giờ. Trên máy MH 700 S, thay đổi thiết bị đã mất hơn 30s, trong khi, ví dụ như, máy DMU 100 P douBLOCK có thời gian thay đổi chỉ 4.5s.

Sự kết hợp hiệu quả Điểm nổi bật của sự phát triển này là sự kết hợp hiệu quả của bàn quay / xoay khớp chuyên NC, các thay đổi được điều khiển bởi chương trình giữa các vị trí trục chính thẳng đứng và nằm ngang, và bộ phận thay đổi dụng cụ với một kho lên tới 36 dụng cụ. Lần đầu tiên, thậm chí các chi tiết gia công phức tạp nhất cũng có thể hoàn toàn được gia công – và thực

Dựa trên thông tin cung cấp từ DMG

67

MACHINE TOOLS

KĨ THUẬT GIA CÔNG 5 TRỤC HwaCheon đã và đang phát triển phiên bản riêng 5 trục do trên thực tế, hầu hết những người điều khiển máy móc đều nhận thấy rằng vận hành “máy gia công đứng” có gắn sẵn bàn 2 trục dễ dàng hơn.

Từ quá trình nghiên cứu và thiết kế cật lực, HwaCheon đã cho ra đời máy gia công 5 trục M2-5AX. Điểm nổi bật của cấu trúc phần thân chính bao gồm: • Trục X: được thiết kế dạng xiên, chịu lực và vững vàng nhất trong suốt quá trình gia công HSC ở chế độ đa trục mà phần trục lại ít bị nhô ra ngoài • Trục Y: được hỗ trợ bởi 4 con lăn dẫn L/M với tổng cộng 8 “đế / puli”,

• •

Định vị 5 trục (khoảng 50%) Gia công viền 5 trục (kh0ảng 10%) Gia công 5 cạnh, chiếm 40% tổng thể, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất những chi tiết như vỏ máy nén, puli máy, những chi tiết máy bay, hộp số, đế khuôn, v.v. Trong đó, một chi tiết được đặt vào trục quay sao cho cả 5 cạnh của chi tiết có thể được gia công mà không cần cố định lại. Định vị 5 trục, chiếm 50% tổng thể, là hình thức gia công phổ biến và cần

bay, dụng cụ cắt tiện, thân van, động cơ, hay những chi tiết xe hơi như khớp nối tay lái, vv.

Gia công viền 5 chiều hoặc gia công đồng thời được dùng chủ yếu cho việc đúc khuôn và kéo sợi, điện cực, cánh tuabin va bánh xe, khuôn lốp xe, hay sử dụng trong y học như khớp hông, khớp đầu gối nhân tạo, và khuôn rèn.

Tuy nhiên, chỉ 10% tổng số các chi tiết gia công cần sử dụng hết các chức

tạo ra 3 điểm tựa chính xác và cứng khác thường.

• Trục Z: đựơc đặt và đỡ bởi 6 “đế / puli” trên 2 con lăn dẫn L/M, bảo đảm độ cứng tốt nhất và thích nghi nhiệt độ rất tốt.

• Trục A & C (trục quay): được giữ ở vị trí có mômen quay tối đa 477 kgf.m.

Nhờ thiết kế của bàn quay khớp chuyên NC, máy vẫn đạt được độ chính xác cao nhất cho dù chi tiết gia công rất phức tạp.

Những chức năng phần mềm phát triển riêng biệt biến M2-5AX thành một thiết bị cao cấp trên thị trường. Đặc biệt, tất cả những chi tiết quan trọng của máy đều được HwaCheon thiết kế và sản xuất, như trục quay với hệ thống tra dầu phản lực tự chế mang tên “Hi-Yun”. Gia công 5 chiều được phân ra: • Gia công 5 cạnh (khoảng 40%)

thiết nhất. Trong đó, một chi tiết được đặt ở một góc bất kì với trục quay. Không những chỉ tiếp cận “ đứng” với chi tiết, gần như bất kì góc độ nào trên 5 cạnh cũng có thể được gia công mà không cần dụng cụ định vị đắt tiền cũng như cố định lại chi tiết.

Ngay cả những chi tiết phức tạp nhất với nhiều góc và bề mặt hoặc cần nhiều quy trình khoan và tiện khác nhau cũng có thể được gia công hoàn chỉnh từ một máy. Điều này đảm bảo kiểm soát được độ chính xác của chi tiết gia công và những sai sót từ người vận hành máy được lọai bỏ khá nhiều.

Giá lắp đặt máy cũng được giảm đến mức tối thiểu do chỉ cần thiết lập một hệ thống máy. Việc sử dụng những công cụ chuẩn giúp giảm giá thành sản xuất đáng kể. Những chi tiết tiêu biểu được gia công là van thủy lực, các chi tiết máy

năng của máy gia công 5 trục. Điều quan trọng ở đây là toàn bộ máy móc, công cụ, CAD/CAM và bộ điều khiển được lắp đặt trên cùng một hệ thống và vận hành ăn khớp nhau.

Gia công 5 trục, cho dù là định vị hay gia công đồng thời, có thể tiết kiệm rất nhiều chi phí đầu tư cho lắp đặt, công cụ và loại bỏ những bộ phận dư thừa.

Máy gia công 5 trục giúp nhà sản xuất cạnh tranh trên thị trường thế giới. Máy cũng có nhiều chức năng linh họat hơn và tạo ra năng suất cao hơn. Độ chính xác được tăng lên và sai sót từ người vận hành máy trong quá trình di chuyển chi tiết được giảm thiểu.

Nhìn chung, máy gia công 5 trục đã và đang có 1 chỗ đứng vững chắc trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau.

Định vị 5 cạnh: vỏ hộp số

Gia công viền 5 trục: vỏ bọc LCD

68

Gia công viền 5 trục: bánh tuabin

Dựa trên thông tin cung cấp bởi HwaCheon

Gia công viền 5 trục: Khuôn lốp xe

Định vị 5 cạnh: Khớp nối tay lái

MACHINE TOOLS

Siêu chính xác Những tiến bộ trong kĩ thuật máy tính và lượng tử ánh sáng có khả năng sẽ tạo ra những tiến bộ trong kĩ thuật điều khiển và hồi tiếp.

N

hững phương pháp gia công máy đạt độ chính xác cao đã được sử dụng trong khoảng 3 thập kỉ qua. Con người đã áp dụng các phương pháp này trong việc sản xuất đĩa nhớ máy vi tính, dùng trong ổ cứng, và những bộ phận nhận hình ảnh trong nhiều ứng dụng của máy photocopy và máy in vào những năm 70. Các ứng dụng trên đòi hỏi độ chính xác về hình học cực cao cùng những bề mặt siêu nhẵn. Các bề mặt này đã được sản xuất một cách hiệu quả bởi kĩ thuật tiện kim cương 1 điểm, trái ngược với những quy trình tổ hợp như gia công, mài và đánh bóng.

Việc sử dụng những kĩ thuật gia công có độ chính xác cao (ban đầu được khai thác cho những

70

ứng dụng thương mại, sau đó đẩy mạnh do nhu cầu dành cho những sản phẩm mang tính bảo vệ ) đang trở nên rộng rãi trong công nghiệp thương mại hiện nay. Những sản phẩm tiêu dùng hằng ngày như tivi, đầu máy, máy quay phim, kính áp tròng, ống nhòm, hệ thống an ninh, đầu đĩa, máy tính cá nhân, v.v., đều phụ thuộc vào những kĩ thuật sản xuất tiến bộ để tạo ra một cách có hiệu quả giá trị quang học cao.

Chỉ trong những năm gần đây, lĩnh vực gia công có độ chính xác cao đạt được những tiến bộ quan trọng trong thiết kế máy móc, sau đó là đến chất lượng và năng suất của thiết bị. Giai đoạn này, việc gia công những chi tiết máy cực nhỏ và chế tạo

MACHINE TOOLS

nhanh những khuôn đúc chính xác ngày càng sử dụng rộng rãi các phương pháp gia công với độ chính xác cao, trong đó những kĩ thuật phổ biến hơn cả là EDM vi mô, gia công tốc độ cao và gia công vi mô.

Bosch

EDM VI MÔ Khi đề cập đến việc nâng cao khả năng vận hành của hệ thống máy móc, thiết bị trong lĩnh vực kĩ thuật đúc khuôn, đúc khuôn siêu nhỏ là lĩnh vực yêu cầu một mức độ mới về tính phức tạp và chính xác cao.

Trong đúc khuôn siêu nhỏ, những linh kiện có khối lượng không lớn hơn 1 phần ngàn gram với các chi tiết đo được có độ dày chỉ một vài micromet đang được sản xuất thương mại bởi những công ty áp dụng kĩ thuật cắt cạnh. Việc sử dụng kính hiển vi để quan sát rõ hơn những bộ phận được sản xuất bằng cách đúc khuôn vi mô không được thông dụng.

Các loại khuôn được dùng trong việc đúc khuôn vi mô đòi hỏi những tiến bộ kĩ thuật vượt bậc trong thiết kế và chế tạo dụng cụ. Nhiều quy ước được thiết lập trong sản xuất khuôn đã không còn áp dụng được khi những chi tiết về kích cỡ được biểu diễn bằng micromet. Những kĩ thuật gia công chuyên dụng đã và đang được phát triển, bao gồm cả EDM vi mô, thường được sử dụng trong liên kết với những kĩ thuật gia công tiên tiến khác như phay tốc độ cao với những lưỡi cắt nhỏ trên những thiết bị đệm granit polime cực kỳ ổn định, cho phép chế tạo những chi tiết vô cùng nhỏ theo khuôn đối với kĩ thuật khuôn phun.

Trong EDM vi mô, làm việc với những dây điện cực với kích thước nhỏ hơn từ 4 đến 5 lần so với sợi tóc người không được thông dụng. Phổ biến hơn, cần phải giữ những bộ phận khó có thể nhìn thấy bằng mắt thường, và sản xuất những lỗ nhỏ có đường kính chính xác đến 0.0005 inch.

Cả dây và thanh ấn EDM đều được dùng trong EDM vi mô. Quá trình EDM vi mô là quá trình đòi hỏi việc sử dụng những trang thiết bị đặc biệt. Việc đốt những lỗ có đường kính nhỏ hơn 0.004 inch thường không dễ dàng thực hiện được một cách nhất quán, mang tính cạnh tranh trên những thiết bị EDM thông thường. Đối với những công việc tinh vi như vậy, những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng gồm có thiết kế kẹp chặt và gia công; dây điện cực và dây lỗ nhỏ; máy phát điện và phần mềm mô phỏng. Điển hình, dây nhỏ nhất trong EDM vi mô có đường kính từ khoảng 0.0008 inch. Những kích thước của dây thường được sử dụng hơn có đường kính khoảng từ 0.001 đến 0.002 inch.

Những dây này thường được làm bằng vonfram do đồng thau không đạt được độ bền theo yêu cầu đối với những đường kính nhỏ như vậy.

TẠO RA NHỮNG LỖ KHỞI ĐỘNG Khi bắt đầu sử dụng những dây rất nhỏ như vậy, trở ngại chính nảy sinh từ việc tạo ra các lỗ khởi động.

Trường hợp thường gặp là một vài xưởng máy đã thực hiện điều này bằng cách cắt bên ngoài phôi gia công, sau đó đến hình dạng của bộ phận để loại bỏ việc sử dụng lỗ khởi động, hoặc đốt một lỗ khởi động lớn phía ngoài của những chi tiết linh kiện được gia công.

Tuy nhiên, nếu những phương án này không khả thi, các xưởng máy phải tháo bỏ lớp mài của một điện cực lỗ nhỏ trên một EDM thanh ấn. Những lỗ khởi động không chỉ phải nhỏ vừa đủ để ngăn chập mạch mà còn phải được định vị chính xác.

CNC của EDM còn quan trọng trong việc đo bộ hãm, một hệ thống nhằm điều chỉnh độ căng dây. Đối với những dây nhỏ dùng trong EDM vi mô, độ căng dây thường từ 50 đến 100 gm so với EDM thông thường, có thể hoạt động với lực căng dây khoảng 1 hoặc 2 kg. Áp suất ánh sáng dùng trong quy trình EDM vi mô cần có các hệ thống tải dây tinh chỉnh.

Khi đề cập đến việc mắc dây tự động trong EDM vi mô, phương pháp được sử dụng để cắt dây phải để các đầu dây không bị rìa. Điều này giải thích tại sao một vài hệ thống căng dây và tách rời nó bằng

Việc sử dụng kính hiển vi trở nên không thông dụng trong việc quan sát kĩ hơn những bộ phận được sản xuất bằng công nghệ đúc khuôn vi mô.

71

MACHINE TOOLS

một quy trình cấp nhiệt dùng vuốt thon các đầu để dễ mắc dây. Nhằm hỗ trợ thêm, các hệ thống mắc dây có thể lắp đặt bộ phận hút vào phần đầu thấp của máy để hút dây xuyên qua những lỗ khởi động của phôi gia công và vào trong những ống dẫn thấp hơn.

Một điều quan trọng nữa là EDM vi mô phải kèm theo chương trình con giúp dây hoạt động trong những tình huống chập mạch trong lỗ khởi động, khi lỗ khởi động bị uốn cong. Vì thế, ngay cả khi dây chạm vào mặt của một lỗ khởi động, thiết bị sẽ cắt những bản xoắn ốc nhỏ, ví dụ như gỡ nó ra cả ở đỉnh lẫn ở đáy của lỗ.

EDM vi mô cũng nên kèm theo một máy phát điện dùng trong gia công vi mô. Những máy phát điện như vậy cần có khả năng giảm năng lượng phóng tia lửa điện cho những đường kính dây nhỏ, nhưng đồng thời cung cấp đủ năng lượng cho việc phay nhanh. Sở dĩ có yêu cầu này là bởi những ứng dụng EDM vi mô thường đòi hỏi độ hoàn thiện bề mặt cực mảnh, và vì việc đánh bóng bằng tay những phần cực nhỏ , trong thực tế, là không thể nên bắt buộc các máy phát điện phải tạo ra độ hoàn thiện bề mặt cực nhỏ, ví dụ như bề mặt được đánh bóng ngay tức thì hoàn thiện thiết bị.

Sự gia công vi mô của điện cực bằng đồng đối với EDM vi mô của khuôn thu nhỏ đang gia tăng tầm quan trọng trong sản xuất những thành phần cực nhỏ.

Hiện tại, những dụng cụ phay có đường kính 0.2 mm được sử dụng để gia công những điện cực bằng đồng

Dây EDM có thể được dùng cho EDM vi mô.

72

với kích thước 1mm x 1mm. Công đoạn gia công cơ được thực hiện với các vận tốc cắt, độ sâu vết cắt và tỷ lệ bước dao khác nhau nhằm xác định cơ cấu phá hoại cũng như những cải thiện trong tuổi thọ dụng cụ.

Những con chip quan sát được có hình xoắc ốc phụ thuộc hình dạng dao cắt. Kích thước của chip cỡ micromet và hình dạng được duy trì tương tự như hình dạng cắt thông thường. Ngoài ra ta còn quan sát được sự gia tăng trong độ sâu vết cắt làm tăng thêm tuổi thọ dụng cụ; đây là yếu tố gây chú ý và tạo nên sự khác biệt so với gia công cơ học thông thường.

Thêm vào đó, EDM vi mô nên được bó với chương trình mô phỏng tốt trong phạm vi điều khiển.

Chương trình này không chỉ nên mô phỏng những đường dây đã lập trình, mà còn đối với tất cả những phần khuỷu ống cần thiết. Ví dụ: khi lập trình và chạy thử các bộ phận y tế nhỏ, việc những xưởng máy thấy rõ những khuỷu ống tí hon gắn vào để không tình cờ cắt hết toàn bộ một chi tiết của phôi gia công là vô cùng quan trọng. Cái nhìn tổng quan đường cắt rõ ràng và chính xác trong trường hợp này cũng chỉ ra việc nên hay không nên loại bỏ một thao tác, thay đổi chương trình, hay chuyển sang đường kính dây nhỏ hơn nhằm tránh bỏ đi một bộ phận.

LÀM VIỆC TỐC ĐỘ CAO Gia công tốc độ cao là một đề tài đang được nhắc đi nhắc lại hiện nay. Đây là biện pháp gia công thay thế một quy trình bao gồm vài đường cắt sâu và chậm bằng một quy trình gồm những đường cắt nhiều hơn, nhanh hơn và cạn hơn. Những con chip được tạo ra nhỏ hơn, nhưng chúng rời ra nhanh hơn rất nhiều. Nguyên nhân chính giúp cho sự gia công tốc độ cao đạt hiệu quả chính là độ sâu của vết cắt nhỏ hơn. Độ sâu càng nhỏ đồng nghĩa với việc càng ít nhiệt toả ra trong quá trình cắt. Khi đó, số vòng quay trong 1 phút có thể được tăng lên đáng kể. Và vì tải trọng con chip trên một răng cưa được giữ nguyên hay thậm chí tăng lên, một tỷ lệ bước dao cao hơn nhiều có thể đạt được nhằm tương ứng với sự tăng thêm số vòng quay trong 1 phút.

Trong nhiều thập kỉ tiếp theo, những vi hệ thống được kì vọng sẽ đóng vai trò chủ yếu trong cuộc cách mạng kĩ thuật toàn cầu ở những lĩnh vực khác nhau như sinh học, y học, công nghệ thông tin và nhiều lĩnh vực khác chưa được con người nghĩ tới hiện nay. Ví dụ, những tiến bộ trong kĩ thuật đang hướng đến việc cung cấp cho các nhà khoa học khả năng điều khiển những đơn thể rất cơ bản cho sự sống ở một mức độ chưa từng có trước đây.

Một trong những mục đích chính trong cuộc cách mạng này sẽ là khả năng sản xuất những dụng cụ cực nhỏ. Nhiều kĩ thuật gia công vi mô khác nhau sẵn có

Bosch

MACHINE TOOLS

Một trong những mục đích chính trong cuộc cách mạng này sẽ là khả năng chế tạo những dụng cụ tí hon.

có thể được sử dụng nhằm nhắm đến những nhu cầu của cuộc cách mạng đang xảy đến trước mắt. Kĩ thuật gia công vi mô bề mặt silicon đặc biệt dựa vào một vốn đầu tư lạ thường, được tạo ra trong công nghiệp vi điện tử, và tạo đòn bẫy cho tất cả các lợi thế của việc chế tạo khối và những kĩ thuật xử lý được thiết lập.

Khi một hệ thống vi mô trở thành hệ thống hoàn chỉnh, không chỉ là một thiết bị, tích hợp lai những thiết bị - vi điện tử, quang học, bề mặt và/hay những phần gia công khối siêu nhỏ- trong một bộ hoàn chỉnh, thích hợp cho ứng dụng riêng biệt, sẽ cung cấp giải pháp hệ thống được yêu cầu. Trọng tâm của tất cả những kĩ thuật cho phép là các kĩ thuật gia công.

Sự gia công vi mô cũng quan trọng trong việc chế tạo hệ vi điện cơ (MEMS). MEMS nhỏ, được tích hợp với những thiết bị và hệ thống liên kết những thành phần cơ và điện. Chúng sắp xếp theo kích thước từ mức dưới micromet đến mức milimet. MEMS mở rộng thêm những kĩ thuật chế tạo được phát triển cho công ngiệp mạch tích hợp để thêm những bộ phận máy móc như cần, bánh răng, màn chắn, và lò xo vào dụng cụ.

Những hệ thống này có thể được dùng cho bộ cảm biến, bộ điều khiển, hoặc thậm chí công nghệ dẫn động với tỷ lệ cực nhỏ, và thực hiện chức năng một cách riêng lẻ hay trong nhiều chuỗi để sinh ra những hiệu ứng điều phối trên tỷ lệ vĩ mô, cung cấp nền tảng cho kĩ thuật chế tạo những mảng của dụng cụ với tỷ lệ vi mô nhằm thực hiện những chức năng phức tạp.

Sự gia công vi mô khối, một trong những kĩ thuật MEMS, là phương pháp thiết yếu để chế tạo những cấu trúc có tỷ lệ nano hay micro trên bánh bán dẫn silic nguyên chất. Quy trình khắc ướt trực tiếp đã được hiểu đầy đủ ở mức độ cấu trúc tinh thể và được sử dụng trong việc sản xuất những chi tiết cơ khí một cách thực tiễn chỉ trong thời gian mới đây. Bởi khả năng chạm trổ chính xác của cấu trúc 3D, sự gia công vi mô khối đã trở thành một trong những công nghệ quan trọng bậc nhất trong những lĩnh vực sản xuất cấu trúc nano.

Một vài ngành công nghiệp đang khảo sát quy trình gia công 3D với sự bôi trơn tối thiểu. Trong gia công, chất tải lạnh, một chất độc hại cho sức khoẻ và khó loại bỏ, được dùng để làm tiêu tán lượng nhiệt tạo ra trong suốt quá trình cắt. Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu được tập trung vào tìm hiểu ảnh hưởng của những lượng chất bôi trơn tối thiểu (MQL) trong gia công. Trong nghiên cứu này, tỷ lệ tiêu thụ dầu cắt gọt được giới hạn đến mức tối đa là 0.0085 l/h, ngược với mốc chuẩn của lưu lượng 309.6 l/hr trong việc làm nguội dòng chảy.

Tính hiệu quả của kĩ thuật này được điều tra trên các phương diện hao mòn dụng cụ, hoàn thiện bề mặt, hình dạng chip và lưỡi dao. Trong trường hợp của MQL, những phần tử dầu kích thước cực nhỏ, cực mảnh được tạo ra để có thể cung cấp chất bôi trơn tốt hơn bằng cách xuyên sâu hơn vào giao diện dụng cụ chip, vốn khó khăn hơn rất nhiều, để đạt đến khả năng làm nguội dòng chảy được nhận biết bởi những phân tử lớn. Cách tiếp cận quy trình gia công thân thiện với môi trường này góp phần làm tăng tuổi thọ dụng cụ và độ hoàn thiện bề mặt tốt hơn.

Trong gia công, chất tải lạnh, một chất rất độc hại cho sức khoẻ và khó loại bỏ, được dùng trong tiêu tán lượng nhiệt tạo ra trong suốt quá trình cắt.

73

MACHINE TOOLS

TẠO RA NHỮNG XU HƯỚNG Hiện tại, những điều cần thiết cơ bản về khả năng dự đoán, khả năng sản xuất và năng suất vẫn còn là những vấn đề lớn trong gia công đòi hỏi độ chính xác cao của những sản phẩm thu nhỏ/cực nhỏ. Nhu cầu chế tạo nhanh và mang lợi nhuận của những sản phẩm thu nhỏ/cực nhỏ với hình dạng phức tạp cũng tạo ra những thử thách mới trong việc thiết kế dụng cụ gia công với độ chính xác cao.

Trong những thập kỉ qua, những tiến bộ quan trọng đã dần xuất hiện trong các lĩnh vực điều khiển học, hệ thống hồi tiếp, sự truyền động trợ động, và thiết kế, xây dựng thiết bị thông thường. Chúng đã mở ra đúng vấn đề quan trọng khi mà những hệ thống gia công cực kỳ chính xác ngày nay có năng suất cao hơn, chính xác hơn, và với giá thành thấp hơn. Điều này đã dẫn đến sự tăng nhanh trong việc sử dụng những hệ thống này rộng khắp thế giới với một loạt lớn những ứng dụng rộng rãi. Để đưa kĩ thuật gia công có độ chính xác cao tiến một bước xa hơn, khoảng thời gian để kiểm tra

những nguyên lý kĩ thuật chính xác cơ bản tiếp tục được thông qua, dù vào cùng thời điểm những nguyên lý này được gắn với công nghệ mũi nhọn trong điều khiển, truyền động và dụng cụ hồi tiếp. Những tiến bộ trong thiết kế bằng máy tính, cụ thể là phương pháp phần tử hữu hạn, cho phép thiết kế cơ học của hệ thống gia công làm lợi từ những vật liệu được chọn riêng biệt và những hình thể cấu trúc mới. Điều này, kết hợp với những quy luật cơ bản xác định cho thiết kế bàn trượt chứa dầu, cùng những kĩ thuật lắp ráp điều hưởng tinh vi, dẫn đến việc những hệ thống gia công chính xác hơn, ổn định nhiệt, linh động, đáng tin cậy hơn, nhanh và ít đắt hơn những thiết bị trước đây. Trong tương lai, những sự phát triển về máy móc sẽ tiếp tục hướng theo nhu cầu của thị trường. Những sự tiến bộ trong kĩ thuật máy tính và lượng tử ánh sáng sẽ tạo ra những tiến bộ xa hơn nữa trong kĩ thuật điều khiển và hồi tiếp, cho phép những kĩ thuật gia công chính xác cao tiếp tục phát triển theo kịp với nhu cầu thị trường.

ĐIỂM NỔI BẬT CỦA SẢN PHẨM Tạo ra để đo đạc trong đúc khuôn và trang bị thiết bị Ngày nay, đặc điểm của việc đúc khuôn và trang bị thiết bị là vòng đời sản phẩm ngày càng ngắn hơn, với sự đa dạng mở rộng tương thích của các sản phẩm. Dựa vào các dãy kết cấu đơn mang ưu thế và lượng sản xuất hàng loạt thấp, cũng như số lượng lớn hơn những hình dạng tự do, sản xuất cơ học giờ đây đòi hỏi một lượng lớn thời gian và chi phí.

Những nhu cầu được đặt ra cho những dụng cụ được sử dụng cũng như quy trình sản xuất tổng thể đang tăng lên không ngừng. Để làm được như vậy, trọng tâm nằm ở việc giảm thiểu thời gian thông qua cũng như việc hạ giá thành sản xuất.

Dao phay cácbua rắn loại Prototyp đã và đang được phát triển xa hơn, nhất là để đáp ứng nhu cầu trang bị thiết bị và đúc khuôn. Những dụng cụ được đánh giá một cách lạc quan với sự quan tâm

74

về mặt đế, hình dáng và lớp phủ- tạo điều kiện cho sự tăng lên đáng kể về chất lượng. Đồng thời, bằng việc giới hạn độ dung sai sản xuất (dung sai bán kính và đường kính), sự chính xác cao hơn cũng được đảm bảo.

Siêu chắc trong gia công cứng Những dụng cụ ưu việt dùng cho cắt tốc độ cao và chất lượng cao (HSC và HPC) cho thấy khả năng lớn trong việc giảm đi thời gian và chi phí.

Những dụng cụ phay HSC đáp ứng đầy đủ những nhu cầu cao nhất về chất lượng bề mặt và cho phép dao có tuổi thọ lâu hơn niều. Trong thực tiễn, điều này đồng nghĩa với việc ít chế biến lại hơn, những thay đổi về dụng cụ ít hơn và độ lệch chuẩn nhỏ hơn. Trong lĩnh vực cán thô HPC, những tỷ lệ cắt bỏ tối đa mang đến sự giảm thiểu đáng kể trong thời gian xử lý.

Để sản xuất hiệu quả những đường viền chạm trổ và những khoang sâu, phạm vi cũng được mở rộng để bao gồm luôn dao phay hình xuyến và dao phay ngón nan hoa. Những dao cắt dùng được cho độ sâu ứng dụng lên đến 20xd. Hình dạng đặc biệt cũng như lớp bọc kim cương chất lượng cao giúp đảm bảo chất lượng và năng suất lớn hơn

MACHINE TOOLS

CÔNG NGHỆ PHAY 3D CỰC NHỎ EDM Với sự phát triển của công nghệ phay 3D cỡ nhỏ kết hợp với thiết kế mang xu hướng thu nhỏ của các loại sản phẩm hiện nay, Sarix xin giới thiệu dòng series SX 100/200 vốn được thiết kế riêng cho quy trình sản xuất bán trung các thiết bị vi mô, các chi tiết máy mang nhiều tiện ích, đem lại hiệu quả sử dụng cao cùng công nghệ đúc vi áp lực các loại khoang lỏng cực nhỏ.

Sarix mang đến EDM nhằm đáp ứng những yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt của công nghệ phay 3D vi mô.

Nguyên tắc cấu tạo mang tính mới mẻ và đáng tin cậy cho thấy một tiềm năng mới về những thiết bị hiệu quả với giá cả phù hợp, không những có thể thực hiện thực tế những công việc mang tính phức tạp và chính xác cao, mà còn cung cấp công nghệ gia công 3D để sản xuất các

chọn khác nhau nhằm thực hiện quy trình phay 3D vi mô một cách tinh vi, với 4 trục đồng thời, cho phép sản xuất những hình dạng phức tạp hoặc những lỗ khoang cụ thể như ống thông, kim hoặc chi tiết máy.

Nguyên lí cấu tạo máy mang xu hướng cải tiến và dễ dàng lắp đặt, bổ sung thêm, sẽ cung cấp cho người sử dụng tính linh hoạt cao trong việc tiếp cận những công nghệ gia công vi mô

thiết bị y khoa.

Ngành công nghiệp y khoa là một trong những lĩnh vực ứng dụng có khả năng tận dụng thao tác của loại công nghệ hấp dẫn này cho việc sản xuất các chi tiết máy phức tạp.

lớn đa dạng và giúp họ gợi mở những tiềm năng thị trường, bao gồm giám sát quy trình nhằm bảo đảm hệ thống điều khiển quy trình và khả năng tạo vết cùng độ tin cậy cao của sản phẩm.

Cực kì chính xác và độ hoàn thiện bề mặt cao

Aurora Micro Machine Inc đã tham gia vào lĩnh vực EDM vi mô, độc quyền trong việc sử dụng thiết bị EDM vi mô của Sarix. Mẫu sản phẩm SX-200 cung cấp công nghệ phay EDM 3D vi mô được xem như rất thành công trong sản xuất các lỗ khoang cực nhỏ và các khối 3D cho bất kì lĩnh vực kinh doanh nào: hàng không vũ trụ, điện toán, dệt, tự động học và y khoa; những nơi phải sản xuất những khoang thiết bị đúc vi mô.

Câu hỏi nằm ở khả năng và sự chính xác của máy trên phương diện lát cắt bán kính liền kề và khớp nối cho đến góc cắt của khối bán cầu. Và để đạt được những điều này mà không cần thêm quy trình làm sạch, những góc giữa 5 khe rãnh và mặt phẳng trên đỉnh của khối bán cầu đạt đến độ hoàn hảo sau: - Đường kính ngoài 5.2 mm với chiều sâu là 1.7 mm - Khối bán cầu 3.0 mm với chiều cao 1.5 mm - Chiều dài rãnh 0.18 với chiều sâu 0.4mm

Tất cả các loại máy được kết nối với công nghệ EDM vi mô tiên tiến cài đặt trên một máy phát MFPS, cho phép thực hiện mọi yêu cầu về những lỗ tròn với kích thước nhỏ hơn, có độ sâu hơn và đặc biệt là đạt đến độ tỉ mỉ cực cao. Nó còn giúp thực hiện được việc phối hợp đơn nhất của các lỗ khoan với chiều dài đường kính từ 10 micron đến 1mm cùng với độ tinh bề mặt lên đến Ra 0.05 μm (50 Nano).

Series SX 100/200 áp dụng được cho một số lượng lớn các phụ tùng nhằm đáp ứng được các yêu cầu ứng dụng và sử dụng cao của các khách hàng trong phạm vi khoan cực nhỏ, cán tóp cực nhỏ và phay cực nhỏ. Cùng với sự cung ứng tự động điện cực và trục bù hao mòn với thiết bị EDM có dây siêu nhỏ được cài đặt sẵn dùng cho việc nghiền siêu nhỏ điện cực, máy phay 3D vi mô của Sarix mở ra nhiều cơ hội cho việc gia công các biểu mẫu, hình dạng phức tạp, những vách ngăn mỏng cũng như các vi kết cấu.

Nó còn cung cấp những mức độ lựa

Bài học thực tế

công và linh hoạt của công nghệ gia công phay EDM 3D vi mô này chính là ở khả năng gia công trên máy toàn bộ các lỗ khoang bị mòn 3D vi mô chỉ bằng 1 sự cài đặt duy nhất. Phần mềm CAM SX-uEDM dùng cho phay đính kèm với bộ phận WDress mang lại ưu điểm này: có thể để máy tự phát ra kích cỡ của cực điện với bán kính nhỏ nhất ở cả 2 bên cánh.

Cực điện được tự động phát; độ nhám 0.87 mm, độ bán tinh và tinh 0.35 mm và các khe rãnh chính xác đến 0.16 mm.

Cài đặt đơn Lí do cho việc chỉ phải sử dụng một bộ cài đặt cho mỗi khoang hay nhiều khoang khác nhau là nhờ khả năng của máy Sarix có thể tận dụng bất kì đồ gá nào của nó để sản xuất những lỗ khoang vi mô. Từ cài đặt điểm tham khảo ban đầu, người sử dụng có thể chuyển đổi lựa chọn giữa việc dùng trục tùy ý để mài cực điện trên WDress Unit hay đo kích cỡ của cực điện đã được mài.

Ngòai ra, người sử dụng còn có quyền chọn sử dụng bộ phân chia A-B cho những chi tiết phức tạp.

Tất cả những điều trên đều có khả năng được gắn vào trong một lắp ráp đơn nhất. Với khả năng mài hầu hết các hình dạng trên một cực điện, nhu cầu tìm nguồn cung ứng cực điện có hình dạng sẵn từ bên ngoài đã trở thành quá khứ.

Dựa vào nguồn thông tin được cung cấp

Yếu tố chính góp phần cho sự thành

bởi Sarix www.sarix.com

75

MACHINE TOOLS

NHỮNG THIẾT BỊ HỖ TRỢ MẮT. THẾ GIỚI SIÊU NHỎ CỦA Y HỌC

Tổ chức nổi tiếng thế giới Doheny cam kết giúp đỡ những người mắc các bệnh đang tiến triển về mắt bằng cách nhanh chóng đưa những dụng cụ, kĩ thuật mới ra thị trường. Tìm hiểu cách thức kĩ thuật tự động Hass giúp các bệnh nhân đạt được điều đó.

Năm mươi ngàn vòng quay 1 phút- quá nhanh đến nỗi mắt không thể theo kịp. Nhưng chính dao 1-thou tí hon của máy đã cắt được 60RC một cách nguyên vẹn với một sự chính xác đáng nể mà chỉ vài tháng trước

năng đặc biệt. Và, trong sự sắp xếp kì lạ tương tự nhau đối với bất cứ những phương tiện y tế nào, xưởng máy được bố trí trực tiếp ngay sảnh từ những phòng phẫu thuật.

Xưởng máy, với vị trí mặt bằng ngay chính giữa, được gọi một cách trang trọng khá lạ tai, thậm chí là được

cùng bàn luận về những công cụ mới mẻ và khác nhau vốn đã có thể giúp cho quá trình thuận lợi hơn,” McCormick nói. ”Một nhà phẫu thuật có thể đặt vấn đề rằng, ‘nếu cái nhíp có thể nâng lên khi kẹp lại, chúng ta sẽ đạt thêm một điều gì đó!’

Sau đó, chúng tôi tranh luận cách

đây, đó là điều không tưởng. “ Điều này là thật khó tin ”, người thợ máy kì cựu chuyên chế tạo máy siêu nhỏ Matt McCormick thừa nhận. “Điều này đã xảy ra” ông nhớ lại, “Khi đó lẽ ra chúng tôi nên gọi nó là một phép màu.”

“Thật khó tin” là một từ miêu tả phù hợp về nơi làm việc của McCormick: xưởng máy nghiên cứu và phát triển trong trường y khoa Keck thuộc đại học Southern California. Cụ thể hơn, đó là phòng thí nghiệm EyeConcepts (EyeCon) nghiên cứu về mắt thuộc Viện mắt Doheny của trường.

Từ một khu học xá yên tĩnh bao phủ bởi cây xanh gần khu trung tâm Los Angeles, học viện của những bác sĩ nhãn khoa, những kĩ sư công nghệ sinh học và những nhà nghiên cứu đang làm những công việc nghiên cứu thường ngày trong việc tạo nên những điều kỳ diệu; và phân xưởng thiết bị siêu nhỏ của McCormick là một phần trong toàn bộ học viện.

tán dương bằng cái tên đầy sáng tạo.

Nhưng dù thế nào thì McCormich cũng nhanh chóng sửa lại bằng việc nói bớt đi: “Nơi này,” ông vừa nói vừa dang rộng tay bao quát xung quanh, ” đơn giản là nơi tốt nhất thế giới, là nơi của sự sôi nổi”; ông mỉm cười; “Đây là nơi của những ý tướng. Chính tại đây, những thợ máy được làm việc trực tiếp với các bác sĩ giỏi nhất nhằm phát triển những dụng cụ mới đáng kinh ngạc trong phẫu thuật mắt. Chúng tôi có tất cả những nhà phẫu thuật tài ba này với nhiều ý tưởng mới, và cả những sinh viên cao học ngành y sinh học sắc sảo với những cách nhìn sự vật mới mẻ.”

“Một vài bác sĩ y khoa ở đây có bằng thạc sĩ hoặc tiến sĩ trong các ngành kĩ thuật- họ đều là những thiên tài thật sự- nhưng họ lại không có những kĩ năng gia công để thực hiện được ý tưởng của mình. Chính vì thế, EyeConcepts đã được sáng lập là để làm điều đó,” McCormick nói tiếp,” tạo ra những thứ mà các nhà phẫu thuật tưởng tượng đến.” Với sự cần thiết để trở thành “mẹ đẻ của phát minh”, nhu cầu về thợ máy làm việc bên cạnh các nhà phẫu thuật đã dẫn đến sự hình thành của xưởng máy đặt ngay sảnh chính.

“Hằng ngày, khi các bác sĩ thực hiện xong các cuộc phẫu thuật, chúng tôi đều ngồi chung vào bàn hội nghị và

chính xác để giải quyết: Những nguy hiểm gì có thể kèm theo; kích thước giới hạn cần được xem xét.” Cuối cùng, những người thợ máy biến nhận định “Nếu.. thì..’’ đó thành những thứ để các nhà phẫu thuật có thể thật sự chạm vào được - và luôn luôn, càng sớm càng tốt. Đó là nơi mà “phép màu 50000 vòng trong 1 phút” xảy ra.

Phòng thí nghiệm ban đầu đã nghiên cứu về dụng cụ tạo nguyên mẫu nhanh dựa vào quang polyme hoá hoặc nung kết la-de để đáp ứng nhu cầu cho 1 chu kỳ quay nhanh. Nhưng sau khi cân nhắc chất lượng dụng cụ cần để chứng minh cho quan niệm của mình, phòng thí ngiệm đã nhanh chóng quyết định rằng những bộ phận hoàn chỉnh sẽ thật sự làm việc. Những thiết bị bằng tay nhỏ có thể khởi động các thứ, nhưng phòng thí nghiệm cần những dụng cụ gia công lập trình được với độ chính xác cao hơn cùng khả năng lặp lại.

Những vị giám đốc thoạt đầu đã nghĩ đến việc họ đang phải đối mặt với khoản kinh phí nửa triệu đô la để mua những máy CNC hoạt động vi mô, và viễn cảnh tốn kém khi phải dùng một phần bệnh viện để phải xây dựng và trang bị xưởng máy. Các kế hoạch xem ra khó có thể thực hiện được. Sau đó, ngay vào đúng thời điểm, họ đã tìm ra một giải pháp lý tưởng- thoả thuận về

Hỗ trợ Con Người Tổ chức nổi tiếng thế giới Doheny cam kết chắc chắn trong việc giúp đỡ những người mắc các bệnh đang diễn tiến về mắt bằng việc nhanh chóng đưa những dụng cụ, kĩ thuật mới ra thị trường y khoa.

Phòng thí nghiệm là tập hợp mang tính độc đáo những con người có tài

76

MACHINE TOOLS

những máy CNC mới, giá cả hợp lý cùng độ chính xác cao đủ giúp họ xoay xở vượt qua trở ngại.

“Những Office Machines mới đó đã thật sự cứu nguy cho chúng tôi,” McCormick nói, đề cập đến Office Lathe OL-1 và Office Mill OM-2 dung hợp của phòng thí nghiệm thuộc Hass Automation. “Chúng tôi đã trở thành một trong những xưởng máy đầu tiên có được bộ sản phẩm đặc biệt này. Khả năng gia công dụng cụ nhỏ và trục bù tốc độ cao, kết hợp với độ bền tốt, là

kích thước của dao bị giảm, và chỉ với một sự dao động nhỏ đến mức 0.0001” cũng có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng. Nếu độ lệch tâm của dao không được chặt, vào cỡ bình thường khoảng 4 μm hoặc ít hơn- một sự dao động nhỏ bình thường cũng có thể sẽ gây ra sai sót, không đơn thuần chỉ là giảm độ chính xác. Nó thậm chí có thể làm gãy dao phay ngón. “Đó là lý do vì sao tôi quan tâm đến cách mà thiết bị Hass mới này hoạt động. Những thiết bị, máy móc như thế

nhôm có chức năng kẹp định vị với băng từ 2 que. Tuy nhiên, một loại sáp mềm (hỗn hợp Mitee-Grip) được dùng để ngăn những cạnh mỏng uốn cong lại trong lần cắt cuối. Đầu tiên, một mặt của mỗi cạnh được gia công; vẫn còn nhiều nguyên liệu trên mặt còn lại để ngăn sự dịch chuyển. Sau đó, hỗn hợp sáp nóng được để chảy nhỏ giọt vào các khoang rãnh để cung cấp bệ đỡ trong khi mặt thứ hai được gia công. Kĩ thuật không phức tạp này

tất cả những gì chúng tôi cần. Những thiết bị này cho phép chúng tôi chuyển những ý tưởng hay về phòng thí nghiệm đáp ứng nhanh thành sự khai thác mang tính khả thi.

chưa từng có trước đây. Sự chênh lệch giữa những thiết bị này và những thiết bị nhỏ khác giống như sự khác biệt giữa ngày và đêm vậy. “ Bây giờ tôi có khả năng làm những thứ như thế này,” McCormick nói trong lúc đang giữ một phiến mỏng được gia công của que dò phẫu thuật.

8 cần dò mỏng với đầu được viền 3D vừa đủ dài 1.5 inch, và mỗi cái chỉ rộng 0.007”. Những phần này thông thường được cắt bằng EDM và mài nhám dùng cho những sản phẩm thương mại, nhưng để sử dụng cho việc đánh giá thiết kế nhanh, phòng thí nghiệm EyeConcepts đã gia công chúng từ tấm chêm nguyên vật liệu không gỉ- chỉ dày 0.015”!

McCormick đã dùng một dao phay ngón bi 0.020” trong trục điện NSK của máy cán văn phòng để thực hiện những vết cắt 2-thou’ cải tiến trong việc làm tôi thép nhanh chóng. Sự làm nguội phun khí đã được sử dụng vì mẫu cần được giữ không bị làm bẩn để dùng cho những mục đích FDA (cục quản lý thức ăn và thuốc). Tuy nhiên, những cơ cấu không gỉ tương tự nhau thường được làm nguội bằng cách che phủ hay chất t ải lạnh dòng chảy thể tích thấp.

cho phép dung sai cắt là ± 0.0005”.

Sau khi gia công, sáp được tách ra dễ dàng với nhiên liệu khoáng vật và nước ấm, đồng thời phiến mỏng được tẩy siêu âm. “Đối với mỗi nguyên mẫu chúng tôi làm ra,” McCormick nói, “ chúng tôi luôn nhớ rằng một người khác sẽ phải đúc khuôn, nghiền hoặc dập nổi nó.

Những mẫu thử này sẽ được dùng để đánh giá và hoàn thiện ý tưởng, sau đó chúng sẽ trở thành nền tảng đối với bàn cắt ren tiên tiến cho những sản phẩm thương mại. Những công ty y tế lớn mà chúng tôi hợp tác với có thể sử dụng thiết kế của chúng tôi và sản xuất chúng một cách thương mại với việc trì hoãn sự phát triển thông thường đến mức tối thiểu.

“Mục đích hàng đầu của viện nghiên cứu này chính là để chữa trị hoặc ngăn chặn sự phát triển của chứng bệnh mù.

Thời gian là quan trọng- ‘là thiết yếu’, chúng ta có thể kết luận như vậy. Trong khi có nhiều những thiết bị y tế đặc biệt khác tiến hành nghiên cứu tầm xa trong lĩnh vực này,” McCormick nhận định, “ thì tại Doheny này, nơi mà các thợ máy ngồi cạnh các nhà phẫu thuật, một ý tưởng có thể được chuyển thành cái gì đó để trình bày sau khi đã cân nhắc cẩn thận.”

Vật Liệu Thật Nhỏ “Tôi làm thợ máy đến nay đã 33 năm,” McCormick trầm ngâm, “và trong suốt quá trình làm việc của mình, tôi luôn chuyên về những vật liệu thật nhỏ . Tôi phát hiện rằng khi làm việc với những kích thước vi mô, nhiều kĩ thuật truyền thống từng được kiểm nghiệm và chứng minh là đúng đã không còn giá trị nữa.

Những bước dịch chuyển thường hiếm như đổ hoặc dốc xuống, hay việc cắt trochocit ở những chỗ mà dao tháo ra khỏi phôi gia công theo một đường vòng, thường được thực hiện -với một dao phay ngón bi, nhằm giữ độ sâu ít hơn 20% của đường kính dao.

Bên cạnh đó, vận tốc cắt và sự nạp liệu phải rất cao, nếu không bạn không thể tách vật liệu ra với tỷ lệ có thể chấp nhận được, hoặc đạt được kích thước chip phù hợp để tránh sự quá nhiệt.

Bên cạnh đó, trong khi độ bền là điều cần thiết để giữ dung sai được kín trong tất cả các hoạt động, đây là điều đặc biệt quan trọng trong gia công vi mô.

Những dao động nhỏ được khuếch đại tương đối tuỳ theo đường kính dao do

Đơn Giản và Hài Hoà Việc kẹp chặt đơn giản và hài hoà: phiến mỏng được gắn vào khối

Bài phóng sự và hình ảnh của Richard Berry, Hass Automation Inc.

77

CAD/CAM SOFTWARE

CHAPTER 4

Công nghệ dập trong tương lai

Bài viết này xem lại những sự phát triển gần đây trong hệ thống CADCAM cho sản xuất dụng cụ dập. Trọng tâm chính nằm ở những dụng cụ lớn hơn được sử dụng trong sản xuất các bảng khung xe ô tô và các cấu trúc tương tự.

Đ

iểm bắt đầu cho hầu hết thiết kế dụng cụ dập ô tô hoặc là mẫu đất sét được khắc thủ công hoặc là một tập tin CAD. Trong một vài trường hợp, cả hai cách đều được sử dụng; một thiết kế phác thảo sẽ được chuẩn bị bằng cách sử dụng CAD, mẫu đất sét sẽ được gia công từ dữ liệu này và sau đó hoàn chỉnh với khắc thủ công.

Khi thu thập dữ liệu từ một mẫu thật, hầu hết

78

các công ty đều dùng tới các máy quét laser. Những thiết bị này có thể chụp hàng trăm điểm mỗi giây và vì thế có thể nhanh chóng chuyển mẫu thật thành các số liệu kĩ thuật số. Các hệ thống nghiên cứu đảo ngược hiện đại như CopyCAD của Delcam có thể nhanh chóng chuyển đống dữ liệu này thành một mẫu CAD. Tuy nhiên, các hệ thống nghiên cứu đảo ngược cũng trở nên thạo hơn rất nhiều khi làm

CAD/CAM SOFTWARE

thông tin liên lạc mới bao gồm e-mail và điện thoại internet , có nghĩa là độ chính xác toàn phần trở nên ít quan trọng hơn. Ngày nay, việc chất vấn người gửi tập tin CAD về các chi tiết mơ hồ, không rõ ràng và bất thường trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn nhiều, thậm chí khi họ cách xa hàng trăm dặm.

Mẫu PowerSHAPE của dụng cụ dập hoàn chỉnh.

việc với các dữ liệu tam giác được hình thành trực tiếp từ thông tin được quét. Dữ liệu có thể được làm nhẵn và được chạm khắc để loại bỏ bất cứ lỗi nào trong mẫu thật, một chuỗi các trình tự hầu như không thể tránh được của bất kỳ thiết kế thủ công nào.

DẤU HIỆU CẢI TIẾN Tương tự, nhiều hệ thống CAM, bao gồm PowerMILL của Delcam, ngày nay có thể tạo ra các đường dẫn dụng cụ từ các tập tin tam giác theo cùng cách được thực hiện từ dữ liệu CAD. Sự kết hợp giữa chức năng biên tập trực tiếp và gia công có thể loại bỏ nhu cầu bỏ thời gian vào việc tạo mẫu CAD. Các cải tiến cũng có thể thấy ở những công ty nhận dữ liệu ban đầu ở dạng tập tin CAD. Các công ty dụng cụ dập, cũng như tất cả các nhà chế tạo dụng cụ khác, thường được khuyến khích sử dụng hệ thống CADCAM giống với hệ thống được sử dụng cho thiết kế xe hay các sản phẩm khác.

Tuy nhiên, những phát triển trong cả phần mềm chuyển đổi trực tiếp và dịch vụ, cũng như độ tin cậy trong tiêu chuẩn chuyển đổi như IGES và STEP gia tăng, có nghĩa là nhu cầu có một phần mềm đơn lẻ trong dây chuyền cung cấp thấp hơn bao giờ hết.

Các vấn đề phổ biến nhất vẫn xuất hiện trong dữ liệu chuyển đổi là các vấn đề như các cạnh bề mặt không khớp một cách chính xác hoặc là không được cắt xén đúng, các pháp tuyến chỉ sai hướng và các bề mặt bị sao lại. Những lỗi này không có nghĩa là không thể đạt được mục tiêu chuyển đổi hoàn hảo, nhiều hệ thống CADCAM có khả năng xác định và sửa chữa chúng tương đối dễ dàng. Bên cạnh đó, các hệ thống CAM hiện đại có thể chấp nhận dữ liệu không hoàn hảo dễ dàng hơn rất nhiều. Phần mềm thường sẽ lờ đi các lỗi cực nhỏ nếu chúng nhỏ hơn dung sai gia công của thiết bị sản xuất, cho dù chúng có nghĩa là mẫu đã được chuyển đổi không hoàn hảo xét về toán học.

Tầm quan trọng của việc chuyển đổi dữ liệu chính xác đang được nhấn mạnh khi ngày càng nhiều công ty giao cho công ty khác thực hiện phần lớn công đoạn sản xuất. Tuy nhiên, thế hệ các công cụ

TỪ THIẾT KẾ ĐẾN GIA CÔNG Dụng cụ dập hiện đại gồm có 3 thành phần chính: khuôn , kết hợp một lỗ hổng có hình dạng mà lá kim loại sẽ được hình thành, giá đỡ giữ lá kim loại cố định, và chày đột dập để ép kim loại vào hình dạng mới. Tạo mẫu những bộ phận này vẫn có xu hướng được tiến hành bằng cách sử dụng các kỹ thuật tạo mẫu CAD, thay vì phương pháp tạo mẫu đặc đang trở nên phổ biến trong các ngành công nghiệp khác.

Trong nhiều trường hợp, chỉ có một bề mặt của thành phần sẽ được xem xét và độ dày của vật liệu được làm thích hợp bằng cách sử dụng bù trừ gia công, điển hình là 10% dày hơn độ dày thực tế của vật liệu.

Mặc dù tạo mẫu bề mặt, vốn là một dạng CAD truyền thống hơn, phức tạp hơn tạo mẫu đặc, vẫn có các phát triển trong hệ thống như phần mềm PowerSHAPE của Delcam giúp cho việc thiết kế dụng cụ dập nhanh hơn và dễ dàng hơn. Ví dụ, một trong những nhiệm vụ đầu tiên là phải lắp đầy bất cứ lỗ hổng nào trong thiết kế thành phần sẽ bị cắt ra sau khi hình thành. Điều này hiện nay có thể đạt được một cách nhanh chóng bằng cách lần xung quanh lỗ và dùng một câu lệnh đơn “fill”.

Phần mềm tự động tính toán các tiếp tuyến của các cạnh khác nhau và phủ khe hở với một miếng vá để đảm bảo tính liên tục giữa bề mặt mới và khu vực xung quanh.

Tương tự, khi kéo dài các bề mặt để tạo ra các phần bề mặt thêm vào, phần mềm sẽ tự động duy trì tiếp tuyến yêu cầu để có được sự chuyển tiếp trôi chảy. Bất cứ khe hở nào giữa những bề mặt này có thể được lắp đầy bằng cách kết hợp hai mặt, được tạo đơn giản bằng cách làm dấu các cạnh thích hợp và kích hoạt câu lệnh. Tạo vê tròn giữa các thành phần khác nhau cũng bớt phức tạp hơn rất nhiều so với các hệ thống tạo mẫu bề mặt trước đó.

Một khi các bề mặt thêm vào được tạo ra, nhiều công cụ phân tích đa dạng có thể được sử dụng để tối ưu hóa thiết kế. Những công cụ này nêu bật bất cứ vấn đề tiềm tàng nào trong quá trình tạo khuôn, như là quá trình làm mỏng, làm dày hoặc thậm chí quá trình xẻ rãnh lá kim loại. Các cải biến có thể được thực hiện cho thiết kế để phân phối vật liệu tốt hơn, ví dụ như thêm gợn lên bề mặt chẻ để chiều dài bề mặt dụng cụ đều hơn. Thiết kế được cải biến sau đó có thể qua chương trình phân tích một lần nữa để kiểm tra liệu vấn đề đã được khắc phục hay chưa

79

CAD/CAM SOFTWARE

hoặc liệu có cần thêm thay đổi nào nữa không.

Các tiến bộ về độ chính xác của dự báo từ những chương trình này được thực hiện trong những năm gần đây sao cho người thiết kế có mức độ tự tin cao rằng bất cứ thiết kế nào hoạt động một cách chính xác trong mô hình sẽ hoạt động thành công trong quá trình dập. Các cải tiến trong hoạt động của phần cứng với một mức giá nào đó làm công ty có khả năng chi trả cho công nghệ phân tích, trong khi tốc độ tính toán tăng giúp đảm nhận nhiều chu trình cải tiến và kiểm tra hơn mà không làm hoãn toàn bộ thời gian sản xuất đáng kể .

Tất nhiên, vẫn cần một nhà thiết kế có tay nghề; người biết rằng những thay đổi cần thiết trong thiết kế dụng cụ để khắc phục các vấn đề được xác định bởi quá trình phân tích.

Một vấn đề tiềm tàng khác hiện nay có thể được dự đoán một cách chính xác là “sự nẩy ngược”; xu hướng của lá kim loại trở lại hình dạng ban đầu một khi nó thoát khỏi áp suất dập. Điều này theo truyền thống là một “nghệ thuật đen” thật sự vốn đòi hỏi một người vận hành có tay nghề để điều chỉnh máy dập dựa vào vốn kinh nghiệm đáng kể. Ngày nay, các thiết bị phân tích có thể dự đoán hình dạng sẽ như thế nào khi ra khỏi thiết bị và vì thế chỉ ra chỗ nào cần thay đổi các bề mặt chày đột dập và khuôn để bù trừ hiệu ứng.

Tạo ra các cải biến cần thiết cho thiết kế dụng cụ cũng dễ dàng hơn rất nhiều. PowerSHAPE và các hệ thống CAD khác hiện nay kết hợp chặt chẽ với các câu lệnh morphing cho toàn bộ mẫu biên tập của nhóm bề mặt hoàn chỉnh để tạo nên thành phần dụng cụ. Những kỹ thuật này cho phép thực hiện những thay đổi nhanh chóng cho toàn bộ thiết kế trong thao tác đơn, vốn có thể đòi hỏi cải biến các thành phần riêng biệt trong thiết kế ở phạm vi rộng và tốn nhiều thời gian. Vì thế, chúng có khả năng tạo ra các phiên bản thiết kế mới một cách nhanh chóng được dùng trong hàng loạt các phân tích và cải biến.

Cùng loại cải biến cho thiết kế với morphing có thể thực hiện để đền bù cho bất kì hiện tượng võng dụng cụ trong quá trình sản xuất. Nếu không, nó có thể là một vấn đề đáng kể đối với các dụng cụ dập lớn nhất.

CÁC MẪU GIA CÔNG VÀ DỤNG CỤ Một khi thiết kế dụng cụ được hoàn thành, bước tiếp theo là gia công mẫu, thông thường là từ bọt, được dùng để đúc dụng cụ. Điều này thường được thực hiện trên một máy gia công CNC lớn nhưng một số công ty hiện nay đang xem xét khả năng sử dụng robot cho công việc này. Chi phí lắp đặt một robot thấp hơn rất nhiều so với giá của một máy lớn với hình bao tương tự. Trong khi robot vào lúc này không thể cho các dung sai bằng với máy công cụ, chúng thường có thể thích hợp để sản

80

Thiết kế chày đột dập bao gồm bề mặt chi tiết (mày vàng), bề mặt thêm vào (màu xám) và bề mặt chẻ (màu xanh).

xuất mẫu vốn phải bao gồm một dung sai gia công.

Khả năng sử dụng robot theo cách này đã được đơn giản hóa bằng các phát triển gần đây trong phần mềm gia công PowerMILL của Delcam và trong hệ thống điều khiển được sử dụng bởi các nhà sản xuất robot. Công việc này giúp cho việc lập chương trình robot dùng cho hàng loạt các ứng dụng phong phú , bao gồm gia công các vật liệu mềm hơn với độ chính xác lên đến 1/10 mm, trở nên dễ dàng hơn rất nhiều. Loại dung sai này thường phù hợp cho các mẫu dụng cụ dập.

Một khi mẫu đã được đúc, các bề mặt kim loại phải được gia công để đạt kích thước cuối cùng. Trọng lượng của dụng cụ, đi đôi với nhu cầu sản xuất các bề mặt cực nhẵn cho bất kỳ ứng dụng liên quan đến các ván ô nhìn thấy được, đã làm cho hoạt động này trở thành cực kỳ khó khăn. Delcam đã giới thiệu hàng loạt các giải pháp gia công thích ứng để khắc phục những vấn đề này. Những công nghệ này dựa trên việc kết hợp nhuần nhuyễn độc đáo của công ty giữa phần mềm dành cho gia công và phần mềm dành cho kiểm tra vốn được xây dựng sau nhiều năm phát triển phần mềm kiểm tra PowerMILL và PowerINSPECT. Vấn đề đầu tiên với các dụng cụ dập lớn là đạt được vị trí và định hướng chính xác của vật đúc trên máy. Điều này có thể là một hoạt động then chốt tốn nhiều giờ để kiểm tra và điều chỉnh. Điều chỉnh mốc cho các đường dẫn dụng cụ để khớp với vị trí của phôi gia công thường dễ dàng hơn việc sắp chuôi sao cho thẳng hàng vào những vị trí chính xác như mong muốn. Cách này đã được sử dụng trong gia công các đặc điểm hình học trong một thời gian, ngày nay sản xuất các hình dạng và các bề mặt phức tạp có thể tạo ích lợi giống như vậy về thời gian thiết lập ngắn hơn và độ chính xác được nâng cao.

Quá trình Delcam trong những trường hợp này sử dụng PowerINSPECT, cùng với một chương trình mới, PS-Fixture. Đầu tiên, một chuỗi tìm kiếm được tạo

CAD/CAM SOFTWARE

ra cho PowerINSPECT, sử dụng các khả năng lập trình ngoại tuyến của phần mềm. Chuỗi này được sử dụng để thu thập hàng loạt các điểm từ phôi, vốn có thể xác định chính xác vị trí của dụng cụ từ loạt các chu kỳ “phù hợp nhất” trong phần mềm. Bất cứ sự trật khớp giữa vị trí danh nghĩa dùng để tạo ra các đường dẫn dụng cụ và vị trí thực của phôi có thể được tính toán trong PS-Fixture.

Phần mềm sao đó có thể cung cấp kết quả cho bộ điều khiển máy công cụ ở dạng dịch chuyển hay xoay mốc để bù đắp cho những sự khác biệt trong việc căn hàng.

Vấn đề thứ hai là kết quả từ thực tế rằng với quá trình đổ khuôn, như bất cứ quá trình chế tạo hình dạng gần hoàn chỉnh nào, hình dạng chính xác ban đầu không được biết có đủ độ chính xác hay không. Quá trình đổ khuôn phải được thực hiện với kích thước quá cỡ nhưng vấn đề là phải đạt được sự phân tán vật liệu bị quét bỏ xung quanh vật đều nhau để tránh gia công quá mức ở một vài khu vực và gia công không đủ ở các khu vực khác.

Giai đoạn đầu tiên của giải pháp là tạo ra một đường tìm kiếm với PowerINSPECT để quyết định hình dạng của vật. Hình dạng cuối cùng có được có thể sau đó được định hướng trong phạm vi khuôn khổ này để có độ dày vật liệu đồng đều trên các bề mặt được gia công. Lợi ích khác của việc biết chính xác kích thước của vật liệu bị lấy ra bao gồm khả năng có được sự chuyển tiếp suôn sẻ giữa các khu vực gia công và chưa được gia công, giảm quá trình cắt không khí, và điều khiển cho lượng chạy dao khi máy cắt vào và ra khỏi vật liệu được cải thiện.

Khả năng điều chỉnh vị trí của hình dạng cuối cùng trong phạm vi khuôn đúc cũng có nghĩa là cần thêm dung sai nhỏ hơn vào quá trình đúc. Điều này có nghĩa là ít vật liệu dư cần dùng và sau đó bị gia công. Nó giúp tiết kiệm chi phí vật liệu và chi phí và thời gian gia công.

Bên cạnh đó, những thay đổi cơ bản trong phương pháp gia công tinh các vật đúc, đã có nhiều phát triển nhỏ hơn. Như nhiều hoạt động sản xuất khác, gia công năm trục đang chiếm một vị trí phổ biến hơn trong việc sản xuất dụng cụ dập. Tuy nhiên, điểm mạnh chính không phải khả năng đảm nhận các dự án với số lần khởi động ít hơn thường được đề cập đến, bởi vì các thiết bị dập hiếm khi bao gồm việc cắt chân răng. Thay vào đó, lợi ích then chốt là khả năng di chuyển ụ gần hơn tới bề mặt được gia công và sử dụng các dao cắt ngắn hơn.

Phương pháp này hữu ích với bất kỳ lỗ sâu nào nhưng nó đặc biệt quan trọng khi đảm nhận gia công cuối cùng là các góc vê tròn. Sử dụng các dao cắt dài và mỏng để dọn sạch các khu vực này với máy 3 trục có thể dẫn tới sự dao động và, kết quả là tạo ra chất lượng bề mặt kém. Ngược lại, sử dụng các dụng cụ ngắn hơn trên máy 5 trục giảm

dao động và cho phép sử dụng lượng chạy dao nhanh hơn để giảm thiểu nguy cơ hư hại máy cắt.

Một công nghệ tương đối mới cho việc đảm bảo bề mặt nhẵn khi qua thiết bị là quá trình gia công dịch chuyển tham số. Với công nghệ này, số lượng đường dẫn dụng cụ được sử dụng trong một bộ phận với độ dày thay đổi được giữ không đổi. Thay vì kết thúc và bắt đầu một vài đường, bước nhảy giữa các đường dẫn dụng cụ được thay đổi trong giới hạn được quy định trước. Phương pháp này tạo ra sự hoàn thiện tốt hơn bằng cách tránh những thay đổi phương hướng đột ngột vốn có thể dẫn tới các dấu vết trên bề mặt.

Hiện nay, gia công tốc độ cao đang được sử dụng ngày càng nhiều, hơn là EDM, để tạo ra các insert cứng hơn cần trong các khu vực chịu mài mòn cao nhất trong dụng cụ. Các yêu cầu chính là phải giữ cho tải dao ổn định đến mức có thể trên dao cắt, và vì thế tối đa hóa tuổi thọ của nó bằng cách giảm sự mài mòn, và giảm thiểu bất kì thay đổi đột ngột nào trong phương cắt vốn sẽ gây tải quá mức hoặc yêu cầu giảm lượng chạy dao.

Ví dụ, các chuyển động hình cung nên được sử dụng khi tiến vào hay ra khỏi công việc. Tương tự như vậy, các đường cong có thể được sử dụng để liên kết các chuyển động cắt khác nhau. Điều này hiệu quả hơn phương pháp truyền thống sử dụng các chuyển động vuông góc vốn yêu cầu giảm tốc độ cắt và cũng để lại các vết dừng.

Bên cạnh đó, các cung có thể được lắp tự động

Hyundai sử dụng PowerMILL của Delcam cho tất cả gia công dụng cụ dập.

81

CAD/CAM SOFTWARE

Nhiều hệ thống CAM, bao gồm PowerMILL của Delcam, hiện nay có thể cung cấp đường dẫn dụng cụ từ những tập tin tam giác giống như từ dữ liệu CAD.

vào bất kỳ đường dẫn dụng cụ mà ở đó, dụng cụ tiến tới bất kỳ mặt dốc nào. Không có cung, sẽ có một sự gia tăng tải đột ngột trên dụng cụ khi nó tiến tới mặt dốc. Để ngăn chặn sự thiệt hại, lượng dao phải giảm xuống, do đó, thời gian gia công toàn bộ sẽ tăng lên.

Với việc thêm vào các cung, một đường dẫn dụng cụ nhẵn hơn có thể chạy với tốc độ cao hơn với độ mài mòn ít hơn. Bất cứ vật liệu còn lại nào sau đó có thể bị bỏ đi với một vết cắt hình bút chì vào trong góc.

Các vách cho túi để giữ insert có thể được gia công tinh với sự gia công 3 trục hoặc 5 trục mạt giũ. Sử dụng mặt thiết bị trong những trường hợp này tạo gia công tinh tốt hơn là cắt vách với hàng loạt các hoạt động ở các mức Z khác nhau. Bên cạnh đó, gia công mạt giũ 3 trục với dụng cụ hình nón có thể được dùng để gia công các vách phẳng với góc kéo bằng với góc hình nón trên dao cắt.

SỰ KIỂM ĐỊNH TRÊN MÁY Vấn đề cuối cùng với các dụng cụ dập lớn là kiểm tra chúng để chắc chắn là chúng đã được chế tạo với đặc điểm kĩ thuật cần thiết. Tuy nhiên, trọng lượng của các dụng cụ lớn hơn một lần nữa cho thấy một vấn đề, thậm chí cả khi công ty có thể mua được một máy đo tọa độ với kích thước như vậy. Đầu tiên, khi sắp thẳng chi tiết trên máy CMM với các chi tiết được đề cập trước đó khi đặt vị trí vật đúc cho gia công. Những vấn đề này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng quá trình phù hợp nhất cho dữ liệu kiểm tra, hơn là dùng một mặt phẳng làm việc tuyệt đối như là mốc tham khảo cho đo đạc.

Thứ hai là, nếu việc kiểm tra chỉ ra bất kỳ lỗi nào, bộ phận phải được trả lại cho máy và tái kẹp vào vị trí trước khi được gia công một lần nữa. Điều này làm tốn

82

thời gian cho bất kỳ bộ phận nào nhưng có thể tốn nhiều giờ cho bất kỳ các chi tiết nặng và lớn nào. Bên cạnh đó, bất kỳ lỗi nào trong quá trình cài đặt xảy ra trên máy sẽ dẫn đến một loạt các lỗi mới ở bộ phận, và vì thế dẫn tới một chu trình kiểm tra và tái gia công dài hơn.

Giải pháp cho cả hai khó khăn này là đảm trách việc kiểm chứng trên máy công cụ. Hầu hết các thiết bị hiện đại hoặc là đi cùng với hoặc là được trang bị thêm bộ phận mới, các khả năng tìm kiếm để hỗ trợ quá trình cài đặt của công việc. Thiết bị tương tự này ngày nay có thể được sử dụng cho quá trình kiểm định với một ít chi phí phụ. Hơn nữa, khả năng đảm nhận cài đặt chương trình của chuỗi quá trình kiểm tra ngoại tuyến có nghĩa là sẽ có một sự gián đoạn rất nhỏ đối với việc sử dụng máy thông thường.

Việc kiểm định trên máy có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian bằng cách giám sát chất lượng bộ phận gia công trong tất cả giai đoạn của quá trình. Điều này cho phép dò ra sớm hơn bất kỳ lỗi nào, và vì thế các lỗi được sửa chữa nhanh chóng hơn và chi phí thấp hơn. Ví dụ, người ta có thể kiểm tra liệu lượng dư đúng bị bỏ lại trong bộ phận sau mỗi hoạt động gia công. Tương tự như vậy, mức độ thiệt hại gây ra, ví dụ, bởi một chỗ nứt thiết bị, có thể được truy cập một cách chính xác và được quyết định ngay tức thì liệu bộ phận đó vẫn có thể được hoàn thành trong giới hạn dung sai hay liệu nó sẽ phải bị đập ra.

Việc kiểm định trên máy cũng sẽ giúp ích cho các công ty với khách hàng khăng khăng muốn kiểm tra độc lập công việc của họ. Bằng cách tiến hành việc kiểm định ban đầu trên máy, các lỗi có thể được phát hiện, và được sửa chữa, nếu không, chúng có thể không được tìm thấy cho tới sau khi bộ phận đã được gửi tới người kiểm tra.

Bài viết này cho thấy rằng xuất hiện hàng loạt các công nghệ mới cho các công ty dụng cụ dập đang cần nâng cao năng suất, giảm chi phí hoặc rút ngắn thời gian giao hàng. Tất nhiên, không phải tất cả đều phù hợp cho mọi công ty trong ngành công nghiệp. Tuy nhiên, ít nhất một số công nghệ cần được xem xét nghiêm túc trong môi trường cạnh tranh khốc liệt ngày nay.

Các công ty châu Á không thể chỉ dựa vào giá nhân công rẻ để tạo lợi thế so với các đối thủ cạnh tranh trên toàn cầu. Đặc biệt là với các dụng cụ lớn, điều này có thể không đủ để khắc phục chi phí vận chuyển cao hơn hiện nay do giá xăng dầu tăng. Để có sự thành công liên tục, cần có công nghệ mới lạ để duy trì môi trường kinh doanh lành mạnh và phát triển.

Thông tin cung cấp bởi Delcam HYPERLINK “http://www.delcam.com” www.delcam.com

1-3 Oct. 08

Ho Chi Minh City International Exhibition and Convention Center (HIECC)

Ho Chi Minh City, Vietnam

Vietnam’s Premier Metalworking and Machine Tools Event Featuring � � � � � � � � � � � � �

METALEX Vietnam: Your Secret Weapon to Prompt You to Leading Position!

METALEX Vietnam is Vietnam’s most premier and international metalworking, machine tools trade exhibition and conference. Being a series of METALEX, Asean’s largest event of its kind, Metalex Vietnam has made its grand debut in 2007 in Hanoi. The event created a buzz in placing together thousands of new technologies from more than 20 countries to elevate Vietnam’s manufacturing industry to its new height.

Exhibitors’ satisfaction registered remarkably high and retention rate was unparalleled.

Reserve your exhibit space, please contact

METALEX Vietnam 08 is now announced to be during 1-3 October at Ho Chi Minh City International Exhibition and Convention Center (HIECC). This edition will be in Ho Chi Minh City, the commercial heart of the country. It will proudly be a showcase of, covering the whole 3,500 sq.m. world-class manufacturing technologies and know-how from 200 companies, 30 nations. It indeed pledges to bring more than 8,000 high prole and decision makers from all over the country to meet, discuss, exchange and generate commercial aspects to participating companies.

If your objective is to set a rm leading position in this exciting market, JOIN NOW!

Tel. +66 2686 7204 / 7208 / 7209 Fax: +66 2686 7288 e-mail: metalexvietnam@reedtradex.co.th

www.metalexvietnam.com

Machine Tools Metalworking Tools and Tooling Metrology Welding Technology Wire Technology Tube Technology Sheet Metalworking Mold and Die Automation Pump & Valve Material Handling Accessories

Organized by :

LUBRICANTS

CHAP TER 5

Thứ bị lãng quên Bản chất của gia công, đó là biến dạng dẻo và trượt phôi do dao cắt, tạo ra nhiệt vốn phải bị phân tán trước khi nó làm hỏng chi tiết máy hay dụng cụ. Các dung dịch để gia công kim loại, bao gộp dung dịch trơn nguội và chất bôi trơn, được sử dụng để khắc phục vấn đề này. MOGAN SWAMY trình bày.

C

ác dung dịch để gia công kim loại có khả năng cải thiện tuổi thọ của dụng cụ, chất lượng phôi, môi trường và thậm chí là tài chính của các nhà xưởng. Tuy nhiên, không có một dung dịch nào thỏa mãn tất cả các đòi hỏi sản xuất.

Vì vậy, nghệ thuật lựa chọn dung dịch gia công kim loại hiện nay gần như là một môn khoa học.

Theo chiều hướng này, một số thông số hoạt động cần được xem xét, và có thể bao gồm ứng dụng của dung dịch, các vật liệu được sử dụng, các độ chạy dao và tốc độ gia công, và loại chất lượng bề mặt cần thiết.

84

Những lưu ý này dẫn tới các mức độ hoạt động khác nhau từ một dung dịch cụ thể; chúng có thể dẫn tới các kết quả khác nhau trên phôi. Ví dụ,có những dung dịch đặc biệt để gia công các hợp kim máy bay như nhôm, magie, và titan.

Dung dịch dành cho các vật liệu khó gia công như thép không rỉ cũng có sẵng. Cũng có những dung dịch đóng vai trò như chất bôi trơn và chất hạn chế ăn mòn, nhưng được đặc biệt nhắm tới một số kim loại cụ thể nào đó. Vì thế, việc lựa chọn dung dịch dùng cho gia công kim loại được thiết kế cho nhôm có thể

LUBRICANTS

cho hiệu suất kém nếu sử dụng trên kim loại đen. dụng rộng rãi trong công nghiệp gia công kim loại. Các Cũng như vậy, các kim loại dễ ăn mòn có thể cần loại dầu có thể hòa tan vào nước được thích ứng với các sản phẩm gốc dầu. Cũng có những công thức dung dịch chất phụ gia ở nhiều cách. Các chất phụ gia có các tính cắt được thiết kế đặc biệt để khách hàng không phải chất hóa học có thể tăng thêm lợi ích vào chất bôi trơn thay đổi dung dịch mỗi khi họ thay như khả năng chống ăn mòn, hoặc đổi vật liệu. Còn có các dung dịch nâng cao tính dẻo cho các điều kiện được dùng cho ứng dụng đa năng, cực độ, các tính chất chống tạo bọt các sản phẩm đa kim loại, nhưng hoặc ngăn chặn các vi khuẩn, men và cũng có các dung dịch có thể phụ nấm sinh sôi bên trong nhũ tương. thuộc vào chất lượng nước ở khu Hơn nữa, khi được sử dụng vực sản xuất; nếu nước ở đó là hợp lý, chúng để lại một lớp nhờn nước cứng, nó đòi hỏi các loại dung như dầu trên các chi tiết và máy dịch gia công kim loại đặc biệt. giúp ngăn chặn rỉ sét. Điểm bất lợi Tất cả những điều này có thể là chúng sẽ nhũ tương hóa các dầu tác động mạnh mẽ đến hiệu suất của chịu nước và dầu cọc rời (được biết dung dịch, nhưng điểm then chốt đến như dầu xỉ), để trở thành một cho tất cả những lưu ý này là thời phần của dung dịch trơn nguội, rồi gian bỏ ra để đánh giá các dung sau đó làm giảm tính bền nhũ tương dịch cắt toàn diện hơn sẽ giúp tối của các dung dịch gia công kim loại. ưu hóa đáng kể các lợi ích của dung Mặt khác, các dung dịch gốc dịch trong hoạt động gia công. dầu mỏ nhìn chung là chất bôi trơn Việc lựa chọn đúng dung dịch tốt nhất dùng để cắt kim loại. Chúng Thời gian dùng để đánh giá dung có thể cải tiến tốc độ sản xuất và có thể giúp giảm ma sát giữa dao cắt dịch cắt sẽ tối ưu hóa lợi ích của giảm thời gian chết tới một mức và phôi, từ đó có thể giúp giảm lực dung dịch trong hoạt động gia công độ chấp nhận được. Chúng cũng cắt và tạo ra chất lượng bề mặt cao. có thể cải thiện chất lượng, giảm Nhiều dung dịch gốc hydrocacbon phế liệu, và ngăn chặn hiện tượng được lọc từ dầu khoáng vốn được sản sủi bọt và sương mù. Các tiềm ẩn về sức khỏe và an xuất trực tiếp từ dầu thô. Chúng gồm có một hỗn hợp toàn của việc sử dụng và thải dung dịch cắt cũng cần các hydrocacbon thẳng và vòng và có liên kết đôi bị phá được chỉ rõ, đặc biệt với những thay đổi trong bộ luật vỡ khi bị nung nóng. Điều này có thể làm cho các dung liên quan đến ảnh hưởng môi trường. Những lưu ý này dịch cắt bị suy yếu nhanh chóng và, không may là, tạo không những chỉ đối với chất bôi trơn và dung dịch điều kiện tốt cho việc hình thành các hợp chất độc hại. trơn nguội được dùng trong các phân xưởng dụng cụ Vấn đề này có thể khắc phục bằng quá trình gia công, mà còn có thể ứng dụng trong tất cả các dung xử lý dầu khoáng với hydro để tạo các dung dịch dịch được dùng khắp nơi trong khu vực sản xuất. được gọi là dầu hydro cracking. Nó tạo ra các phân tử có kích thước đồng nhất, ít có xu hướng bay hơi NHÓM CHẤT LÀM NGUỘI hoặc nguyên tử hóa. Chúng cũng có chỉ số nhớt cao Tất cả các dung dịch dùng cho gia công kim loại có hơn và các khả năng bôi trơn tốt hơn dầu khoáng. hai vai trò cơ bản. Đó là làm nguội và bôi trơn, nhưng Những dầu này sau đó được trộn lẩn với các người ta có thể dễ dàng quên các chức năng thứ yếu chất tạo nhớt và các phụ gia khác nhau để dùng được là tẩy rửa phoi và bảo vệ phôi và máy không bị rỉ. Bất cho hầu hết các đặc tính cắt cần thiết. Các dầu, cụ thể kể chức năng, hầu hết các dung dịch được chia thành là dầu tổng hợp và bán tổng hợp, có vẻ là dung dịch 3 nhóm chính: dầu có thể hòa tan vào nước, các dung được ưa chuộng của các nhà sản xuất dụng cụ máy bởi dịch gia công kim loại tổng hợp và dung dịch gia công vì chúng ổn định, ngăn chặn ăn mòn dụng cụ và máy, kim loại bán tổng hợp. Nước và dầu là các dung dịch không linh hoạt và có chất lượng bôi trơn tuyệt vời. cơ bản được sử dụng trong dung dịch gia công kim Các dung dịch tổng hợp cho gia công kim loại hoạt loại, và mức độ hiệu quả khác nhau, cùng với các thành động tốt khi mài và gia công hạng nhẹ. Không giống dầu phần khác nhau, có những lợi ích và khó khăn riêng. hòa tan trong nước, các dung dịch tổng hợp sẽ loại bỏ Trong nhiều trường hợp, nước có thể là dung dịch dầu xỉ, cho phép hớt xỉ trên bề mặt của dung dịch gia trơn nguội tối ưu. Nó mang nhiệt đi một cách cực kì công kim loại. Bất lợi của dung dịch tổng hợp là một hiệu quả, và với lý do này, các dung dịch trơn nguội vài thành phần như là chất bôi trơn và chất chống rỉ có gốc nước hoặc dầu có thể hòa tan vào nước được sử thể bị dùng hết trước những thành phần khác của dung

85

LUBRICANTS

dịch gia công kim loại.

Các dung dịch bán tổng hợp là các sản phẩm hỗn hợp từ dầu hòa tan trong nước và các dầu tổng hợp. Bởi vì vậy, chúng có những thuận lợi và bất lợi của cả hai nhóm này. Một vài dung dịch này sử dụng este của axit cacbon như một gốc bởi vì chúng không bay hơi quá dễ dàng.Tuy vậy, chúng không bị thoái Dung dịch gia công kim loại có hai vai trò căn bản: làm nguội và biến sinh học và có thể bôi trơn, và loai bỏ phoi cùng với không hoàn toàn phù hợp chống rỉ cho phôi gia công và máy với chất đàn hồi và véc-ni.

Một ví dụ khác là polyalphaolefine, chất bôi trõn ðýợc sản xuất một cách tổng hợp với lýợng bay hõi cực nhỏ. Chúng có ðiểm bốc cháy cao và ðộ nhớt thấp, nhýng có chỉ số nhớt cao. Chúng cũng có ðộ bền chống lão hóa cực tốt.

Thành phần dầu trong các dung dịch bán tổng hợp có thể chống rỉ. Chúng cũng sẽ nhũ týõng hóa dầu xỉ, và lý týởng cho gia công và mài gang. ÁP SUẤT QUY ÐỊNH Các hỗn hợp dầu ða dạng dùng cho các ứng dụng riêng biệt, ðýợc thiết kế ðể tạo hiệu suất tối ýu giữa quá trình làm nguội và bôi trõn, có thể rất tốn kém.

Mỗi hỗn hợp có thể có một loạt vấn ðề riêng; chúng có thể ðắt tiền, khó bảo dýỡng, và khó thải ra sau khi sử dụng. Chúng không những ðộc hại ðối với môi trýờng mà còn ảnh hýởng ðến sức khỏe của công nhân.

Việc thải dung dịch gia công kim loại có thể ðắt tiền. Hầu hết chi phí này là kết quả trực tiếp từ việc

tuân thủ luật lệ ðể bảo vệ môi trýờng và sức khỏe của công nhân. Các cân nhắc về chi phí này phát sinh do nhũ týõng, thýờng ðýợc sử dụng, phải ðýợc bảo quản rất cẩn thận. Chúng phải ðýợc lọc và phân tích liên tục vì nó có thể là nõi phát sinh vi khuẩn.

Từ quan ðiểm hoạt ðộng, nếu nồng ðộ vi trùng trở nên quá cao, dung dịch cắt tiến dần ðến hạn sử dụng. Tuy nhiên,các dung dịch gốc dầu, cụ thể là dầu tổng hợp và bán tổng hợp có ðộ bền và tính chất lão hóa cực tốt . Vì thế, không giống nhý các dung dịch cắt gốc nýớc, chúng ít cần quản lý ðể duy trì hoạt ðộng.

Nhýng hầu hết luật lệ về xử lý dung dịch thải công nghiệp bao gồm cả bảo trì tổng quát các hệ thống xử lý và bảo quản dung dịch. Theo hýớng này, một hệ thống lọc hiệu quả, ðể giảm thiểu rủi ro về sức khỏe do quá trình tích trữ vi khuẩn có thể gây hại cho ngýời vận hành, và tách dầu và nýớc ra ðể thải an toàn bao sau khi hết hạn sử dụng, là cần thiết. Ðể giảm hoặc loại trừ tiếp xúc của công nhân với nhiều dung dịch này, hầu hết các dụng cụ máy ðýợc yêu cầu phải ðóng lại. Ðiều này, tuy nhiên, ngãn cản ngýời vận hành ðến gần dụng cụ máy, và thỉnh thoảng, những ngýời lọc không khí bằng chân không hoặc cần các thiết bị týõng tự ðể loại bỏ dung dịch thoát ra khỏi dụng cụ máy ở dạng sýõng mù.

Các nguy cõ về sức khỏe kèm theo từ các dung dịch cắt này có thể bao gồm dị ứng da, nguy cõ ung thý, nhiễm ðộc, mờ mắt và mùi hôi. Ví dụ, trong các dung dịch trõn nguội gốc nýớc truyền thống, dầu ðýợc giữ ở thể huyền phù bởi các chất tẩy cực mạnh nhý các hóa chất. Các hóa chất này lấy ði lớp dầu tự nhiên trên da ngýời, làm da khô và nứt nẻ, gây viêm da.

Hõn nữa, một vài dung dịch cắt chứa hỗn hợp các phụ gia nhý là lýu huỳnh, photpho, và clo, có thể cải thiện hiệu suất của dụng cụ cắt, dýới

TIẾN TỚI MÔI TRƯỜNG SẠCH

Idemitsu, đứng đầu trong lĩnh vực cung cấp dầu bôi trơn, cam kết sử

86

dụng các nguồn không gây hại cho môi trường để sản xuất các sản phẩm chất lượng cao. Bên cạnh việc là trụ sở chính của khu vực với đầy đủ loạt sản phẩm bôi trơn của Idemitsu, trụ sở ở Singapore còn được được trang bị kĩ lưỡng để pha trộn và làm sản phẩm theo yêu cầu khách hàng để thỏa mãn được đòi hỏi của khách hàng.

Vấn đề phổ biến mà khách hàng

vấp phải là: tuổi thọ ngắn của dung dịch trơn nguội, đòi hỏi nồng độ cao để duy trì thời gian phục vụ của dung dịch trơn nguội; hiệu suất cắt kém và tuổi thọ dụng cụ ngắn với nồng độ thấp; nhũ tương dễ dàng bị phá vỡ do liên kết giữa các phân tử dầu và nước yếu khi cắt nhôm và hợp kim nhôm; môi trường làm việc khó chịu do mùi hôi từ dung dịch trơn nguội khi bị xâm nhập bởi vi

LUBRICANTS

những ðiều kiện cực ðộ ở ðầu cắt. Nhýng chúng cũng có thể gây dị ứng da vốn ðã bị gây tổn hại bởi các chất tẩy, hoặc phản ứng với các thành phần khác trong dầu tạo ra các hợp chất gây ung thý.

Nhýng, ngày càng nhiều ,các dụng cụ máy ðang dùng dung dịch trõn nguội, với hàm lýợng nýớc cao, ðýợc cung cấp ở áp suất và lýợng dòng chảy rất lớn, nhýng với các dung dịch kiềm và các chất phụ gia thông thýờng không có tác ðộng bất lợi lên người thợ máy. Chúng tạo ra sự kết dính cực tốt, giúp cho các dụng cụ máy hiệu quả hơn, nhưng khả năng phá vỡ nhũ tương cực tốt cho phép vớt xỉ của dụng cụ máy hiệu quả để duy trì dung dịch trơn nguội ở điều kiện tốt nhất và ngăn chặn mùi và khả năng gây dị ứng da.

Mặt trái của những hệ thống áp suất cao này là nó đòi hỏi việc điều khiển quá trình tạo bọt đi kèm với áp suất cao. Nhưng chúng gần như luôn khớp với hệ thống lọc hiệu suất cao, được thiết kế để quét bỏ tất cả các tạp chất bên ngoài từ dung dịch trơn nguội,nhưng không may là, chúng cũng quét bỏ rất tốt chất phụ gia chống tạo bọt từ dung dịch. Điều này dẫn tới tốc độ tạo bọt cao, và trong hầu hết các trường hợp, hình thành xu hướng quay lại sử dụng các dung dịch trơn nguội bán tổng hợp hoặc tổng hợp, có thể giảm đi hiệu suất những máy cần sử dụng dung dịch trơn nguội nhũ tương hoàn toàn, nhưng mặt khác, nó làm giảm tốc độ tạo bọt trong hệ thống.

Trong hầu hết các trường hợp này, các dung dịch cắt thường không có amin, axit boric, clo và các kim loại nặng vốn gây hại cho sức khỏe. Hơn nữa, hàm lượng hợp chất thơm ít hơn 1% thể tích dung dịch cắt giảm tối thiểu rủi ro sức khỏe và các vấn đề liên quan tới mùi.

Tuy nhiên, việc chú ý tới những phức tạp khi tạo các chất bôi trơn làm nguội làm cho dung dịch trở nên đắt tiền theo hai cách: trong trường hợp dầu, hệ thống lọc được sử dụng phải phù hợp

khuẩn và cuối cùng là vấn đề tạo bọt do nồng độ cao. Để giải quyết các vấn đề trên, Idemitsu giới thiệu Daphne Alphacool EW. Nó hoạt động ở nồng độ thấp và thời gian phục vụ của dung dịch trơn nguội dài hơn. Nó tạo hiệu suất cắt ưu việt và tuổi thọ dụng cụ dài hơn dù nồng độ thấp, giúp giảm lượng sử dụng dầu. Với việc sử dụng các phụ gia đặc biệt, liên kết phân tử giữa nước và dầu vẫn mạnh khi cắt nhôm và các hợp kim nhôm. Do liên kết mạnh này, dầu xỉ không thể nhũ

với các đặc tính của dầu và có khả năng quét bỏ mạt giũ. Và đối với hệ thống gốc nước, việc lọc cần được giám sát liên tục để đảm bảo rằng hỗn hợp đặc trưng cho từng ứng dụng chính xác và phù hợp.

THIẾT LẬP TRẬT TỰ Các đặc điểm kĩ thuật không chính xác và các ứng dụng không phù hợp của một chất bôi trơn có thể dẫn đến hư hỏng dụng cụ máy. Những phát triển trong hệ thống bôi trơn, cho phép nhiều điểm bôi trơn hoặc nhóm các điểm được cung cấp chất bôi trơn từ nguồn trung tâm với liều lượng khác nhau được đo chính xác, có thể khắc phục những vấn đề này.

Các hệ thống bôi trơn tập trung này đảm bảm rằng các dung dịch cắt được tiếp một cách tự động thậm chí khi máy vẫn đang hoạt động. Chúng cũng bảo đãm rằng mỗi điểm bôi trơn, đặc biệt là các điểm khó thâm nhập, nhận được chính xác mức dung dịch đã được lập chương trình một cách cẩn thận tại những khoảng thời gian thích hợp

Ðể giảm hoặc loại trừ tiếp xúc của công nhân với nhiều dung dịch này, hầu hết các dụng cụ máy ðýợc yêu cầu phải ðóng lại

tương hóa với dung dịch trơn nguội, do đó, vi khuẩn không thể sinh sôi và sống trong dung dịch trơn nguội, tạo ra môi trường làm việc dễ chịu. Nó cũng không gặp vấn đề tạo bọt.

Với điều kiện làm nguội tốt, độ nhám bề mặt cắt giảm đáng kể. Như vậy, hoạt động cắt có thể chính xác hơn và gia công tinh hơn.

Trong kiểm tra độ bền nhũ tương, 200 mg của MgSO4 được thêm vào dung dịch trơn nguội của quá trình cắt với nồng độ 5%. Dung dịch trơn nguội

được để riêng ở điều kiện phòng bình thường trong 24 giờ. Kết quả là không có sự phân cách giữa các phân tử dầu và nước (không phá vỡ nhũ tương).

Trong kiểm tra khả năng chống xỉn ở nhôm, hai miếng nhôm nguyên chất (A1050) được nhúng phân nửa vào trong nước máy và nước có trao đổi ion được pha loãng với nồng độ 5% tách biệt nhau trong 24 giờ ở nhiệt độ 30 độ. Kết quả cho thấy rằng không có sự phân cách giữa các phân tử dầu và nước (không phá vỡ nhũ tương).

87

LUBRICANTS

và, nếu cần thiết, theo thứ tự thích hợp, trong khi loại bỏ nguy cơ nhiễm bẩn do bôi trơn quá mức. Nó giúp cho các chất bôi trơn có thể được phân đến tất cả các mặt chuyển động để quá trình hao mòn, cùng với thời gian chết, chi phí sửa chữa và bảo trì giảm xuống rõ nét.

Hơn nữa, các ứng dụng rộng rãi của các dụng cụ máy dẫn đến sự đa dạng của các hệ thống bôi trơn. Ví dụ, các hệ thống đơn tuyến có các đặc điểm điển hình là các bộ phận phối pít-tông để cung cấp lượng chất bôi trơn đã được đo sẵn, và có thể dễ dàng được mở rộng bằng cách thêm vào các điểm bôi trơn khi nhu cầu của ứng dụng thay đổi. Mặt khác, các hệ thống luân chuyển dầu cho phép dầu được gom lại sau khi rời mỗi điểm bôi trơn, và sau đó được lọc và tái luân chuyển.

Khi so sánh, các hệ thống bôi trơn tăng dần và quy vùng được thiết kế để cung cấp chất bôi trơn theo thứ tự với lượng chất được đo sẵn tới các bộ phận riêng lẻ hoặc các bộ phận trong dây chuyền sản xuất, và trong khi di chuyển, các bộ tra dầu mỡ đảm bảo rằng mỗi mắc xích trong dây chuyền được bôi trơn một cách hiệu quả.

Tuy nhiên, không kể đến các hệ thống bôi trơn khác nhau, bước quan trọng nhất làm trở mùi và phá hủy dung dịch gia công kim loại là bảo trì. Điều này bắt đầu với việc xả, làm sạch và tái nạp của dụng cụ

máy. Thuốc diệt nấm hiệu quả được cho vào trước để giảm vi khuẩn và nấm trong bình hứng dầu, máy bơm, máy lọc và các dây chuyền dung dịch trơn nguội. Nước ngọt và chất tẩy bằng kiềm được cho vào hệ thống với lượng vừa đủ, sao cho các máy bơm có thể lưu thông dung dịch, và rửa sạch dầu mỡ và cặn dầu từ bình hứng dầu và hệ thống lưu thông dung dịch trơn nguội.

Các dung dịch rửa sau đó được bơm ra và nước sạch một lần nữa tái lưu thông qua hệ thống. Sau đó, nước ngọt và chất tẩy bằng kiềm được cho vào hệ thống với lượng vừa đủ sao cho các máy bơm có thể tái lưu thông dung dịch. Dung dịch rửa này được lưu thông trong khoảng 20 phút để rửa sạch dầu mỡ và cặn dầu từ bình hứng dầu và hệ thống lưu thông chất làm lạnh.

Cuối cùng, dung dịch rửa bị bơm ra và nước sạch lưu thông trong hệ thống. Chất chống rỉ có thể được thêm vào để ngăn chặn việc tạo rỉ sau khi rửa. Cần nhớ là khi bơm đầy lại hệ thống, nên bơm dầu vào trước khi trộn lẫn các dầu hòa tan với dung dịch gia công kim loại bán tổng hợp. Điều này sẽ tạo ra chất nhũ tương mạnh hơn và tăng tuổi thọ của dung dịch.

Tuy nhiên, khía cạnh quan trọng nhất của việc quản lý dung dịch gia công kim loại là giữ nồng độ trong giới hạn cho phép của ứng dụng. Nồng độ có thể

KÉO DÀI TUỔI THỌ DỤNG CỤ, NÂNG CAO HIỆU SUẤT

Shell Lubricants Companies công bố các bổ sung mới vào danh mục sản phẩm dung dịch dùng cho gia công kim loại với hoạt tính cao, có thể hòa với nước cho thị trường Châu Á. Các dung dịch Shell Metalina B3650, Shell Sitala D 3403 và Shell Adrana D208 có công thức đặc biệt để giúp giải quyết những lo ngại phổ biến, như là tuổi thọ dụng cụ,

88

chất lượng bề mặt và mùi của dung dịch trơn nguội - hỗ trợ các công ty giảm chi phí hoạt động toàn diện, củng cố chất lượng sản phẩm hoàn chỉnh và cải thiện độ an toàn và môi trường làm việc cho công nhân.

Laurent Barnagaud, quản lý tiếp thị toàn cầu của Shell Metalworking, cho biết “Sự ra đời của những dung dịch mới dành cho gia công kim loại này làm nêu bật giao ước của bộ phận chất bôi trơn của Shell đối với lĩnh vực gia công kim loại ở châu Á. Loạt dung dịch mới này lý tưởng để sử dụng trong các hoạt động gia công mà trong đó, việc làm mát là vấn đề vô cùng quan trọng ở tốc độ gia công cao và lượng chạy dao lớn, và việc giảm hình thành sương dầu là cần thiết bởi lý do HSSE. Những dung dịch hoạt tính cao có thể hòa tan vào nước này có thể thay thế dầu nguyên chất trong một

số ứng dụng cụ thể và vì thế, giúp giảm hình thành sương dầu.”

Tổng quát về dung dịch dùng cho gia công kim loại Shell Adrana D 208 đã được giới thiệu vào danh mục sản phẩm dùng cho quá trình gia công tổng quát: gia công từ mức dễ đến trung bình trên gang và các kim loại đen và mài gang và thép.

Dung dịch trơn nguội nhũ tương siêu nhỏ hoạt tính cao đã cho thấy độ bền cực tốt, giúp kéo dài tuổi thọ của bình hứng dầu và hạn chế các yêu cầu về bảo trì dung dịch. Người vận hành sử dụng Shell Adrana D 208 có thể được lợi từ các chi tiết hoàn chỉnh, bộ lọc và các máy móc khác sạch hơn, kết quả từ độ tẩy sạch cao. Bên cạnh đó, khả năng chống tạo bọt có thể cho phép áp suất bơm cao và lượng dòng chảy lớn. Công thức của Shell Adrana D 208 cung cấp

LUBRICANTS

Thải dung dịch gia công kim loại có thể đắt tiền.

Khía cạnh quan trọng nhất của việc quản lý dung dịch gia công kim loại là giữ nồng độ trong giới hạn cho phép của ứng dụng.

được kiểm tra hiệu quả nhất với máy đo khúc xạ. Tuy nhiên, theo thời gian, để giảm thiểu nồng độ do quá trình bay hơi của nước trong dung dịch gia công kim loại, người ta thêm nước vào bình hứng dầu. Nhưng điều này có nhược điểm là làm suy yếu các thành phần tính chất đặc trưng của dung dịch gia công kim loại. Để khắc phục điều này, thỉnh thoảng phải thêm dung dịch cô đặc vào bình hứng dầu, với liều lượng nhỏ, để bù lại các thành phần bị sử dụng trong quá trình.

Thêm nữa, các vật liệu lạ trong bình hứng dầu có thể làm giảm hiệu quả của dung dịch gia công kim khả năng chống ăn mòn tốt và lượng loại bỏ thấp hơn, và thêm vào khả năng sử dụng trong nhiều loại nước với độ cứng khác nhau.

Shell Sitala D 3403 đã được phát triển như một dung dịch trơn nguội hoạt tính cao cho việc gia công nhôm và các hợp kim thép với mức độ từ trung bình đến cao. Công thức tiến bộ của nó đã được phát triển chuyên dùng cho gia công nhôm với mức độ từ trung bình đến cao để đạt chất lượng bề mặt cao. Nó có thể được sử dụng trong nước có độ cứng từ mềm tới trung bình. Shell Sitala D 3403 lợi dụng khả năng chống tạo bọt tốt trong nước mềm và vì thế, có thể giới hạn số điểm dừng trong sản xuất và cho phép áp suất bơm và lượng dòng chảy cao.

Như với Shell Metalina B 3650 và Shell Adrana D 208, các tập đoàn gia công kim loại sử dụng Shell Sitala D 3403 có thể được lợi từ chi phí hoạt động giảm nhờ các yêu cầu về bảo trì dung dịch được giới hạn đến mức có thể và độ bền dung dịch được nâng cao, bên cạnh việc giảm

loại. Hai tạp chất chính thường là dầu xỉ và các hạt nhỏ hình thành trong quá trình gia công. Không những tạo ra môi trường thuận lợi cho vi khuẩn sinh sôi, dầu xỉ còn có thể nhũ tương hóa với dầu bán tổng hợp và dầu hòa tan trong nước, làm cho nhũ tương bị tách ra.

Mặt khác, nếu các hạt trong quá trình gia công không được lấy ra khỏi bình hứng dầu, chúng có thể làm mất tính chống rỉ của dung dịch gia công kim loại.

TƯƠNG LAI SÁNG LẠN Bất kể các vấn đề phải đối mặt trong việc sử dụng các dung dịch cắt, chúng ta không thể và cũng không ao ước loại bỏ hoàn toàn chúng trong quá trình sản xuất.

Tuy nhiên, các tiến bộ công nghệ trong quá trình gia công, thiết kế và điều khiển dụng cụ gia công giúp gia công các loại vật liệu với thể tích dung dịch cắt nhỏ nhất và trong một số trường hợp, hoàn toàn khô ráo.

Xu hướng nghiên về hình thành các công thức có lợi cho môi trường, bao gồm hoặc là hỗn hợp rượu/dầu có thể thoái biến sinh học hoặc từ gốc dầu thực vật.

Những loại dầu này, với các chất phụ gia đặc biệt, có thể ngăn chặn việc truyền nhiệt từ phoi cắt tới lưỡi cắt. Việc sử dụng dầu, thường thông qua hệ thống phân phối, bổ sung lớp phủ dầu trên dụng cụ, và được bôi lên lưỡi

chi phí thải phế liệu (nếu có) từ việc kéo dài tuổi thọ của dung dịch.

Shell Metalina B3650 là một dung dịch trơn nguội hoàn toàn tổng hợp phù hợp với các ứng dụng cắt và mài trên các hợp kim thép, và được lập công thức đặc biệt cho các quá trình cắt mức độ từ trung bình đến nặng và các quá trình mài từ trung bình đến rất cao. Tính chất trơn cao của nó giúp kéo dài tuổi thọ dụng cụ, trong khi tuổi thọ dung dịch tăng có tiềm năng giảm chi phí xử lý chất thải. Các tính chất then chốt khác của Shell Metalina B3650 bao gồm độ bền dung dịch cao, dẫn tới hoạt động ổn định suốt thời gian sử dụng dung dịch, và loại bỏ tối ưu dầu xỉ, có tiềm năng giúp giảm chi phí tẩy nhờn và xử lý chất thải, tạo ra môi trường làm việc không dầu sạch hơn do các chi tiết sạch hơn. Shell Metalina B3650 có thể được sử dụng với nước có độ cứng từ mềm tới trung bình.

Tất cả ba dung dịch nêu trên được thiết kế để dùng trong các dụng cụ máy CNC, và do lời cam kết mạnh mẽ của

Shell về an toàn và môi trường, dung dịch không chứa các thành phần sau: DEA, Nitrat, Nitrit, paraffin chuỗi ngắn bị khử trùng bằng Clo, Ba và Phenol.

Thông tin cung cấp bởi Shell Eastern Petroleum (Pte) Ltd www.shell.com

89

LUBRICANTS

cắt ở dạng là sương mịn từ áp suất khí. Áp suất khí này cũng giúp rửa sạch các phoi nhanh chóng qua lưỡi cắt.

Về bản chất, áp suất khí, vì thế, có 3 chức năng: Nó mang dầu để bôi trơn dao cắt, quét bỏ các phoi cắt và làm nguội vùng cắt. Do đó, các tính chất ngăn cản nhiệt của dầu làm giảm hoặc loại bỏ lẹo dao và hỏng dao sớm, và ma sát giảm cho phép tăng lượng chạy dao và tốc độ cắt.

Tuy nhiên, nên nhớ rằng chính không khí là thứ lấy nhiệt rất hiệu quả. Đặc biệt với gia công tốc độ cao, các rãnh của máy cắt và các lực ly tâm tạo ra khí đệm vốn chỉ có thể bị thâm nhập với các hệ thống dung dịch trơn nguội có áp suất/vận tốc cao rất đắt tiền. Điều này dẫn tới việc thiết kế và sản xuất dụng cụ đặc biệt, sử dụng gốm, silic nitrit, khối bo nitrit (CBN), kim cương đa tinh thể cho các kim loại màu, cacbua hạt siêu nhỏ, các lớp bao phủ hiệu suất cao, đều nhạy cảm với việc sử dụng ống dẫn không khí thông suốt để làm nguội.

Cần phải chú ý rằng các thuộc tính của gốm và CBN, là độ cứng vật liệu cao, khả năng chịu mài mòn và nhiệt độ, độ cứng nóng và độ bền hóa học, cho phép tốc độ cắt và gia công cao, cũng như gia công khô. Điều này là do không cần thiết giảm nhiệt độ ở lưỡi cắt ở những vật liệu này. Hơn nữa, công nghệ gia công sử dụng gốm cho phép nhiệt bị giữ lại trong phoi và bị loại bỏ trước

khi nó thấm vào phôi gia công. Điều này cho phôi ổn định nhiệt hơn, và vì thế, có kích thước chính xác.

Mặt khác, trong quá trình khoan lỗ và doa, việc làm nguội có thể bị cản do mạt giũ. Trong những trường hợp như vậy, các dao doa tinh chính xác, với các bộ dẫn đệm đa tinh thể được sắp xếp ngoại biên có thể hỗ trợ ứng dụng doa khô, đặc biệt là nhôm. Nhưng cũng có các hệ thống dụng cụ khô dùng không khí thông suốt, giữ dụng cụ mát. Các chiến lược gia công khô này có thể rất hiệu quả trong phân tán nhiệt khi được thực hiện thành công. Và hơn bất cứ dụng cụ công nghệ cao nào, máy phải có khả năng chịu được vận tốc, lượng chạy dao và các chiến lược cắt với tốc độ gia công cao và quét bỏ phoi khô một cách hiệu quả.

Tuy nhiên, những sự phát triển này không loại bỏ việc phải lựa chọn dung dịch phù hợp, cho dù có không khí hay không. Sự lựa chọn sẽ ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng của phôi, và tác động đến sức khỏe và sự an toàn. Độ chính xác, chất lượng bề mặt, thời gian của chu trình và thời gian hoạt động tất cả có thể bị ảnh hưởng bất lợi nếu dung dịch bị chọn sai.

Vì vậy, dung dịch được sử dụng cho các ứng dụng gia công phải phù hợp với với quá trình, máy và người sử dụng nó. Nó sẽ quyết định, trên hết, mọi thứ khác.

SẢN PHẨM NỔI BẬT Định luật thủy lực học mới Do sản xuất nhựa liên quan đến mọi lĩnh vực, từ đóng gói bao bì bán lẻ đến lĩnh vực ô tô và điện tử gia dụng và nhiều lĩnh vực khác nữa, công nghiệp nhựa hiện nay đòi hỏi nhiều yêu cầu đặc biệt. Nhiều sản phẩm cần được sản xuất với số lượng lớn, nhưng vẫn phải bảo đảm đồng nhất và chất lượng, và trong thị trường cạnh tranh ngày nay, sản phẩm cần được sản xuất với giá thành thấp nhất. Để giúp nhà sản xuất nhựa làm được điều đó, Mobil, làm việc với nhiều nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực bơm thủy lực và linh kiện hệ thống, đã phát triển loạt Mobil DTE của Dầu thủy lực thượng hạng và từ đó, lập công thức cho định luật thủy lực mới cho riêng mình.

Dưới đây là lý do tại sao Dầu thủy lực thượng hạng Mobil DTE là giải pháp hoàn hảo về năng suất sản xuất cho các

90

nhà sản xuất nhựa: 1. Một nhà cung cấp cho tất cả các máy móc: Cho dù thổi khuôn, đúc khuôn hay ép nhựa, Dầu thủy lực thượng hạng Mobil DTE là giải pháp lý tưởng 2. Nổi bật về kiểm soát nhiễm bẩn: Duy trì khả năng lọc khi xuất hiện một lượng nhỏ tạp chất từ bên ngoài, vì vậy bạn có thể giữ cho hệ thống chạy sạch và kéo dài tuổi thọ bộ phận thủy lực. “Công nghệ giữ sạch” này chống tạo kết tủa trong van trợ lực, nhờ đó tăng độ tin cậy và chống thời gian chết không theo kế hoạch.

3. Kiểm soát khả năng khử nhũ tương: Cho phép dầu trong hệ thống nhiễm một lượng nhỏ nước. Nó bảo vệ những hệ thống có sự hiện diện của một lượng nhỏ nước và sẵn sàng tách những lượng lớn hơn. Tính chất này

cung cấp khả năng bảo vệ gỉ sét và hạt tạp chất một cách tuyệt vời trong khi vẫn duy trì khả năng lọc xuất sắc.

4. Khả năng chống hao mòn đặc biệt: Chống hao mòn ở những bộ phận quan trọng, kéo dài tối đa tuổi thọ, giúp giảm chi phí bảo dưỡng và thất thoát sản xuất.

5. Bền hơn: Dầu thủy lực thượng hạng Mobil DTE được thiết kế để sử dụng lâu hơn và cung cấp khả năng kiểm soát nhiễm bẩn vượt trội, bảo vệ chống hao mòn tuyệt vời và giữ hệ thống sạch lâu, dẫn đến tính bền và khả năng bảo vệ linh kiện ưu việt.

Tất cả những tính chất này làm giảm thời gian chết không theo kế hoạch và kéo dài thêm tuổi thọ máy, từ đó có nghĩa là tiết kiệm một số tiền lớn.

PRODUCT SHOWCASE

DÒNG MÁY HSC LINEAR CỦA DMG: ĐỊNH NGHĨA MỚI VỀ GIA CÔNG TỐC ĐỘ CAO

Với dòng máy phay mới HSC linear, DMG đặt mốc công nghệ mới trong gia công phay tốc độ cao Công nghệ Phay tốc độ cao ngày nay đã phát triển và trở thành một xu hướng chính của thời đại mới. Hãng DMG vừa tập hợp đưa ra một dòng máy gia công tốc độ cao HSC linear mà với những máy phay “của tương lai” này, hãng đã chứng tỏ đẳng cấp cạnh tranh của mình trong nhiều năm qua trong lĩnh vực gia công cắt gọt kim loại.

Kế thừa những chức năng gia công truyền thống, mặt khác lại đáp ứng thêm các tiêu chí để có thể mở rộng khả năng tự động hóa, DMG tạo ra những tiêu chuẩn mới về động năng, mức độ linh hoạt, độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt. Với dòng máy mới HSC linear, hãng DMG tập trung không chỉ vào những ứng dụng cắt gọt ‘cứng’ (hard milling) trong chế tạo khuôn cối mà còn vào các ứng dụng mới khác. Nếu phải gia công ‘mềm’ graphit hoặt đồng, hoặc gia công chính xác tốc độ cao trong công nghiệp chế tạo ô tô, hoặc gia công linh kiện cho ngành y tế, một lĩnh vực đang tăng trưởng mới, HSC linear của DMG đều thể hiện ‘nghệ thuật’ gia công cao nhất.

Dòng thiết bị này, bao gồm model HSC 20 linear với hành trình 200 x 200 x 280 mm dùng cho những chi tiết nhỏ, model HSC 55 linear với độ ‘siêu chính xác’ không những ‘tuyệt vời’ khi dùng để phay các chi tiết đã nhiệt luyện cứng mà còn thiết kế đặc biệt để gia công graphit. HSC 75 linear và HSC 105 linear là hai trung tâm gia công đứng ‘chính xác’ dùng cho các chi tiết gia công lớn hơn, tới 1.800kg.

Những điểm bí quyết công nghệ cơ bản làm cho dòng máy HSC linear có những khả năng thuyết phục trên mọi phương diện, đó là: • Kết cấu máy rất vững chãi kiểu ‘cầu’, tạo cơ sở cho các chuyển động ‘siêu’ nhanh của các trục • Trục chính cao cấp mác hiệu Đức, tích hợp côn dao HSK với tốc độ quay lớn (cấu hình tiêu chuẩn) • Động cơ tuyến tính (linear drive), trực tiếp cho tất cả các trục chuyển động thẳng và quay cho động năng lớn và độ chính xác cao nhất • Hệ điều khiển CNC tân tiến nhất với đẳng cấp cao về chất lượng điều khiển và tiện ích của các chức năng 3D

FARO: LASER SCANARM V3 ĐỂ ĐO TỌA ĐỘ

Laser ScanArm V3 được sử dụng để kiểm tra sản phẩm, so sánh điểm với mẫu CAD, tạo nguyên mẫu nhanh, đối chiếu, và tạo mẫu 3D. Người sử dụng có thể đo thử những biến đổi điểm đơn giản, tiếp theo laser quét những vùng để lập dữ liệu khối lớn hơn, không cần tốn thời gian thêm vào và bỏ đi đồ phụ tùng, gỡ rối cáp, hoặc nhập dữ liệu từ một CMM khác. Sử dụng được với Geomagic, Polyworks, và Rapidform, ScanArm có độ chính xác 35μm và chiều sâu trường là 85 mm, với bề ngang quét hiệu quả ở trường gần là 34 mm và trường xa là 60 mm.

GF AGIECHARMILLES: MÁY CẮT DÂY EDM CUT 20

CUT 20, một máy cắt dây EDM, có tính năng cắt cao. Nó xử lý dây có đường kính từ 0.15 đến 0.30mm dễ dàng. Máy phát IPG-V của CUT 20 được dựa trên công nghệ được phát triển mới nhất của GF AgieCharmilles. Máy phát điện tử đã được thử và kiểm tra cho lượng cắt bỏ nhanh với dây đồng thau rẻ tiền, tạo thêm đặc điểm chi phí chạy máy mỗi giờ thấp. Với SF Module (bề mặt mịn) được kết hợp vào, độ nhám Ra 0.25 μm có thể đạt được. Thiết bị điện tử được sử dụng trong chế tạo đảm bảo giá sở hữu thấp.CUT 20 có thể tối ưu hóa cắt tinh chính, lần thứ nhất, lần thứ hai. Điều này cho phép đạt được độ nhám từ Ra 0.80 μm và Ra 0.60 μm một cách nhanh chóng.

92

PRODUCT SHOWCASE

ISCAR: CÔNG NGHỆ SUMO TECH

Iscar có một khái niệm gia công kim loại mới tạo năng suất tăng cao được gọi là 3P Sumo Line. Khái niệm này là Premium Productivity Products (3P) cho năng suất cao hơn, lợi nhuận cao hơn và tính năng cao hơn. Điểm nhấn mạnh của 3P là Sumo Tec, sử dụng một loạt phân loại hợp kim vonfram thượng hạng mới để đáp ứng những đòi hỏi gia công đương thời trong lĩnh vực cắt kim loại.

Một loạt phân loại hợp kim mới sẽ nâng cao tính năng cắt kim loại để đạt được những thành tựu mới trong ứng dụng khoan, phay, tiện và phay rãnh. Bổ sung cho Sumo Tec, Iscar đã phát triển loạt công cụ và insert Sumo Line mới.

MAZAK: MÂM CẶP CNC NHỎ GỌN

Quick Turn Star 200 của Mazak là một mâm cặp CNC 8” nhỏ gọn được thiết kế để đáp ứng yêu cầu sản xuất cho một loạt phôi khác nhau. Đủ bền để chịu được điều kiện cắt nặng, Quick Turn Star 200 dễ sử dụng còn cung cấp gia công chính xác và ổn định.

Một tổ hợp trục/motor được đưa vào thiết kế máy. Đặc điểm kỹ thuật của mâm cặp 8” 11kW (15 mã lực) bao gồm một đầu rơ-vôn-ve 12D, chuôi dao 25 x 25 mm, và trụ doa cho khả năng gia công f40 mm. Gia công chuẩn: f200xL100mm với đường kính tiện tối đa f280mm.

MMC: DAO PHAY NGÓN CHO LOẠT CÔNG CỤ VẶN

Loạt công cụ vặn khởi đầu có mặt mới phay ngón vuông APX3000/4000, phay ngón AJX với lượng chạy dao cao và phay ngón AQX đa chức năng. Bổ sung mới vào loạt công cụ vặn bao gồm phay ngón mũi bi SRM2, phay ngón tròn ARX với đường kính nhỏ và phay ngón phay gờ ASX400 để xử lý nhiều ứng dụng hơn.

SRM2, ARX và ASX400 cho phép sử dụng nhiều loại đầu dao với cùng một chuôi. Lý do là chỉ có đầu dao cần được thay đổi, sử dụng những máy này giúp tiết kiệm chi phí. Với một chuôi cacbua, sử dụng những dao phay ngón này chống hủy hoại bề mặt do dao động.

TRUMPF: ĐỤC LỖ DỄ DÀNG

TruPunch 1000 của Trumpf, giúp công việc dễ dàng hơn cho cả người mới sử dụng cũng như người sử dụng cao cấp. Máy đột dập cung cấp độ chính xác và đa dạng để sản xuất một chi tiết ba chiều. Với chức năng thay đổi công cụ và lấy chi tiết ra tự động, nó mở đường cho tiết kiệm chi phí sản xuất, không những cho những nhà sản xuất mới bắt đầu bước vào lĩnh vực gia công kim loại CNC, mà còn cho những công ty muốn nâng cấp xưởng chế biến lá kim loại hiện tại. Được cài đặt một chương trình phần mềm mới, nó giúp cho lập trình dễ dàng hơn: Từ tạo mẫu vẽ, đến bố trí lá kim loại bằng tay, đến xử lý. Điều này áp dụng cho tất cả các bộ phận đơn giản. Đối với các bộ phận phức tạp hơn, lập trình được thực hiện thông qua TruTops Punch Basic.Với TruPunch 1000, lá kim loại có kích thước đến 1280 x 2500 mm với độ dày tối đa 6.4 mm có thể được gia công.

WALTER: TIGER.TEC WAK10 ĐỂ TIỆN VẬT LIỆU GANG

Tiger.tec WAK10 cung cấp tính chống hao mòn tốt hơn, và thích hợp cho tiện vật liệu gang. Một chất nền có độ bền nhiệt và một lớp phủ oxit nhôm dày hơn cho phép tốc độ cắt cao và kéo dài tuổi thọ dao.

Độ bền được cải thiện của WAK10NEW cho năng suất tăng gần 75%. Được tối ưu hóa cho gia công gang, độ bền lưỡi cắt tăng cường đảm bảo độ tin cậy của quy trình đạt đến giới hạn giá trị cắt.

Vật liệu cắt có những đặc điểm chất lượng khác của loạt Tiger tec, như là lực ma sát thấp, mặt trước được làm trơn cơ học và khả năng nhận biết hao mòn dễ dàng với chỉ thị trên mép. Thêm vào đó, WAK10NEW cũng thích hợp cho gia công vật liệu thép trui.

93

METALWORKING GUIDEBOOK VIETNAM

LISTING OF ADVERTISERS’ DISTRIBUTOR IN VIETNAM A

D

Agie Charmilles 69/52, To Ngoc Van, Tay Ho Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 7182788 Fax: 84 4 7182788

Dong Loi Equipment & Service Co Ltd 3/1A Phan Boi Chau Street, Binh Thanh District Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 510 9440 Fax: 84 8 841 2103

Allied Technologies (Saigon) Co Ltd Lot I 4 Le Van Viet Street Saigon Hi-Tech Park, District 9, Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 733 5663 Fax: 84 8 733 5668 August Mechanical Corporation 76/4 Ba Hom Street, District 6, Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 875 2720

B B Braun Vietnam Company Ltd 170 Duong La Thanh Dong Da District Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 511 0088 Fax: 84 4 851 0072 Bayer Vietnam Ltd CTM Building 5th Floor 299 Cau Giay Street Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 220 1555 Fax: 84 4 220 1560

C Chin Fong Machine Industrial Co Room 1208, Saigon Trade Center, 37 Ton Duv Thang Street, Ben Nghe Ward, District 1, Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 910 2768 Fax: 84 8 910 2770 CNC Technology Co Ltd Lot K-B2A, 2A Street, Le Minh Xuan Industrial Park, Binh Chanh District, Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 766 0626 Fax: 84 8 766 0627 94

Dqict ICT Solution & Services Provider 62-62A D2, Van Thanh Bac Phuong 25, Quan Binh Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 512 6377 Fax: 84 8 512 6164

E Emico Trading And Services Co Ltd 354 National Road 1A, Tan Binh Ward, Thu Duc District, Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 282 2035 Fax; 84 8 282 1917 Enomoto Viet Nam 2/3-I Nguyen Thi Minh Khai Phuong Dakao 1st Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 823 5003

F Fanuc Vietnam Ltd No 256 2nd Floor, Rex Hotel 141 Nguyen Hue Boulevard District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 824 6638 Fax: 84 8 824 6637

Hai Son Trading & Production Co Ltd 27/17 Hau Giang Street Tan Binh District Ha Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 811 1080 Haiphong Trading ImportExport Company 5 Phan Chu Trinh Street Sidtrict 1st, Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 827 5793 Fax: 84 8 824 7568 Hanh My Trading Production Co Ltd SO 15 to 6 AP 5A Xa Luong Binh Ben Luc Vietnam Tel: 84 7 264 6885 Fax: 84 7 264 6886 Hoa Phat Equipment & Accessories Co 360 Dien Bien Phu Street Binh Thanh District Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 898 0373 Fax: 84 8 898 0374 Ho Thien Ky Manufacturing & Trading Co 103/D11 Le Van Tho P.11, Q. Go Vap, Tp Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 589 2802 Fax: 84 8 589 2802

I

H

Iscar Vietnam (Representative office) Room D 2.8, Etown Building 364 Cong Hoa, Tan Binh District Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 812 3519 Fax: 84 8 812 3521

HAAS Automation Inc ‘ DKSH 189 Dien Bien Phu Street Binh Thanh District Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 851 1334 Fax: 84 8 851 1335

Itochu Corporation 14 Thuy Khue Street Tay Ho District Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 823 7088 Fax: 84 4 823 3694

K Kimberly Clark Vietnam Ltd Binh Duong Mill No 32 Huu Nghi Avenue, VSIP Thuan An District, Binh Duong Province Vietnam Tel: 84 6507 43911 Fax: 84 6507 43914 Koike Sanso Kogyo Co Ltd Room No 1 A4 Group No 46 Hoang Van Thu Ward Hoang Mai Dustrict Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 633 6958 Fax: 84 4 633 6958 Komatsu Saigon Co Ltd 79/5B Xo Viet Nghe Tinh ward 26, Binh Thanh Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 899 0314 Fax: 84 8 899 0310

L Laser Equipment And Technology Co Ltd 38/45 Hao Nam Street Dong Da District Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 216 5865

M Machine And Industrial Equipment Corporation 2 Trieu Quoc Dat Street Hoan Kiem District Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 825 2498 Fax: 84 4 826 1129

Mitsubishi Corporation 10th Floor Hanoi Tower 49 Hai Ba Trung Street Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 934 8301 Fax: 84 4 934 8312

Nissin Electric Vietnam Co Ltd 7 TS 11 Road Tiemn Son Indistrial Zone Bac Ninh Province, Vietnam Tel: 84 241 714434 Fax: 84 241 714437

Mitsubishi Trading & Takachiho Electric Co Suite 705, The Landmark 50 Ton Duc Thang Avenue District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 822 8296 Fax: 84 8 822 8286

O

MMC Metal Singapore Pte Ltd (Ho Chi Minh Office) 141 Co Bac Street District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 090 961 1395 MMV Co Ltd 141 Co Bac Street District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 920 3323 Fax: 84 8 837 4541 MTC Machinery & Technology Co Ltd 245 Dien Bien Phu Street Ward 6, District 3 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 912 3597 Fax: 84 8 290 8775

N Nachi (S) Pte Ltd (Representative Office) Room 1608, 16/F Saigon Tower 29 Le Duan Street, District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 823 6299 Fax: 84 8 823 6288

Mico Heavy Equipment and Machinery Ltd #1505/B Vincom City Towers 191 Ba Trieu Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 974 2708 Fax: 84 4 974 2710

Nhat Minh Engineering B5 Plot 11, Dinh Cong New Urban Hoang Mai Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 640 4476 Fax: 84 4 640 4475

Mitsubishi Carbide (Vietnam) Co Ltd 141 Co Bac Street District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 920 3323 Fax: 84 8 837 4541

Nidec Copal (Vietnam) Co Ltd Tan Thuan Epzone Street No 18, District 7 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 770 0210 Fax: 84 8 770 0216

Omron Asia Pacific Pte Ltd (Representative Office) 99 Nguyen Thi Minh Khai Street District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 830 1105 Fax: 84 8 830 1279

R Robert Bosch (SEA) Pte Ltd (Representative Office) Suite 1206, Saigon Tower 37 Ton Duc Thang, Ben District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 911 1374 Fax: 84 8 911 1376

S Saigon Machine Equipment Company 84/45 Ly Chieu Hoang Street Ward 10, District 6 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 875 4543 Fax: 84 8 875 9660 Saigon Precise Co Ltd Road 2, Saigon-Linh Trung Thu Duc District Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 897 4387 Fax: 84 8 897 4613 Saigon Tole TradingManufacturing Co 99/9 National Road No 1 Tan Thoi Bhat Ward Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 891 7885 Fax: 84 8 891 0100 Sandvik Coromant Vietnam 190 Tran Quoc Thao Street District 3 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 931 0817 Fax: 84 8 946 5750 95

Sanyo Di Solutions Vietnam Corporation No 10 Street 17A, Bien Hoa Industrial Zone II, Bien Hoa, Dong Nai Province, Vietnam Tel: 84 61 994252 Fax: 84 61 994264 Schaeffler Vietnam Room 319 No 9 Dao Duy Anh Street, Dongha District Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 577 1790 Fax: 84 4 577 1791 Schindler Vietnam Limited 5/F Saigon Centre 65 Le Loi Street District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 820 6362 Fax: 84 8 820 6361 Seco Tools (SEA) Pte Ltd (Vietnam) 63A Nam Ky Khoi Nghia Street Ben Thanh Ward District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 914 4393 Fax: 84 8 914 3164 Siemens AG (Representative Office) The Landmark Building 2nd 5B Ton Duc Thang Street Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 825 1900 Fax: 84 8 825 1580 Singapore Exhibition Services (Representative office) 51-51B-53 Vo Van Tan Street KM Suite 6B 6th Floor District 3 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 930 7618 Fax: 84 8 930 7616 SKF Vietnam Room 1201, Floor 21, Saigon Trade Center 37 Ton Duc Thang Street Ben Nghe Ward, District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 910 1750 Fax: 84 8 810 1750 Sodick Engineering Service (Hanoi Office) Room 706, Thang Long 105 Long Ha, Dong Da, Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 562 4346 Fax: 84 4 562 4283 96

Sodick Engineering Service (Ho Chi Minh Office) 27F Saigon Trade Center 37 Ton Duc Thang Street, District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 911 1536 Fax: 84 8 911 1441 Sumitomo (Shi) Cyclo Drive Asia Pte Ltd 4th Floor, 99 Nguyen Thi Minh District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 925 8504 Fax: 84 8 925 6505

Toyo Vietnam Corporation 2nd Floor Thien Son Building 5 Nguyen Gia Thieu Street Ward 6, District 3 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 930 6014 Fax: 84 8 930 6015

U Universal Technology & Equipment Systems 87 Le Van Loc Street Ward 6, Vung Tau City Vietnam Tel: 84 64 839727 Fax: 84 64 839685

Sumitomo Corporation (Representative Office) Landmark Building 6th 5B Ton Duc Thang Street, District 1 Ho Chi Minh, Vietnam Tel: 84 8 829 1530 Fax: 84 8 829 1488

V

Swan Industry (Vietnam) Co Ltd Road 3 Nhon Trach 1 Dong Nao Province Vietnam Tel: 84 61 560047 Fax: 84 61 560049

Vietdung Manufacturing & Trading Co Thon Dinh Quan Xa Phu Dien Tu Liem Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 765 6776

T Thanh Nam Technical Co. Ltd 101, Nguyen Ngoc Nai, Thanh Xuan, Hanoi Vietnam Tel: +84-4-7673042-3 Fax: +84-4-7673041 Tohoku Chemical Industries Vietnam Ltd Plot 211 Road 9 Amata Long Binh Ward Bien Hoa Dong Hai Province, Vietnam Tel: 84 61 936015 Fax: 84 61 836016 Towa Industrial (Vietnam) Co Ltd Street No 10 Tan Thuan Export Processong Zone, Tan Thuan Dong Ward District 7 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 770 1840 Fax: 84 8 770 1870

Viet Thang Trading Company 307/10 Nguyen Van Troi Street Ward 1 Tan Binh District Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 844 9946 Fax: 84 8 842 2817

Vietnam Asia Trading & Services & Production 466B Hai Ba Trung P Tan Dinh Q1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 8439697 Fax: 84 8 848 1227

Y Yamazen (Hanoi) Office #407 V Tower, 649 Kim Ma Ba Dinh District Hanoi, Vietnam Tel: 84 4 766 4135 Fax: 84 4 766 4137 Yamazen (Ho Chi Minh) Office Unit 2003 Saigon Trade Center 37 Ton Duc Thang Street District 1 Ho Chi Minh City, Vietnam Tel: 84 8 911 1492 Fax: 84 8 911 1490

T

ESTIMONIALS

“Walter AG luôn lựa chọn phương tiện truyền thông để chuyển tải thông điệp và hình ảnh của công ty.

WALTER AG đã cộng tác với Asia Pacific Metalworking Equipment News (APMEN) trong suốt những năm qua. Lượng phát hành rộng rãi của tạp chí đã kết nối chúng tôi với nhiều độc giả trong khu vực.

APMEN liên tục cung cấp một loạt các bài báo kỹ thuật và tin tức công nghiệp tổng hợp. Với tư cách là một trong những tạp chí đi đầu trong lĩnh vực công nghiệp, đây là một kênh thông tin hữu hiệu nhằm đáp ứng mục tiêu tiếp thị của chúng tôi.”

– STEFANO MASSI Quản lý tiếp thị - Asia Pacific, Walter AG Singapore Pte Ltd

Chúng tôi đã hợp tác với APMEN trong nhiều năm, bởi vì APMEN giúp chúng tôi đạt được mục tiêu và đáp ứng kỳ vọng cao của chúng tôi. Với APMEN, chúng tôi đã tìm thấy một tạp chí hiện đại với chất lượng in ấn và lưu hành xuất sắc. Với APMEN, chúng tôi chắc chắn rằng thông điệp của chúng tôi được chuyển đến khách hàng. Chúng tôi cám ơn APMEN đã duy trì hợp tác lâu dài!”

– UWE VOGEL Giám đốc điều hành, TRUMPF Pte Ltd

“Chúng tôi cho rằng APMEN là tạp chí mạnh nhất trong khu vực Đông Nam Á.”

– ÔNG SHINICHI KOHDA Phòng tiếp thị quốc tế / Nhóm JIMTOF JMTBA – Hiệp hội chế tạo máy công cụ Nhật Bản

“HIỆU QUẢ HƠN CHO THÉP, GANG VÀ THÉP KHÔNG GỈ. ĐÚNG VẬY, ĐÓ KHÔNG PHẢI LÀ AL2O3 THÔNG THƯỜNG” Roger Granström, Giám đốc Sản xuất, Seco Tools

DURABLE

NAY DÙ NG CHO CẢ PHAY

Thông thường một hạt dao không thể đồng thời tồn tại hai tính chất dai và chịu mòn.

Roger Granström cho biết: “Những gì mà đội ngũ Nghiên cứu và Phát triển của Seco đã đạt được là làm thay đổi cấu trúc tinh thể của lớp Nhôm Ôxit (AL2O3) nhằm tạo ra một lớp mạ có tuổi bền và khả năng cắt gọt chưa từng thấy trước đó. Chúng tôi tin rằng điều này sẽ hoàn toàn thay đổi những mong đợi về hiệu suất.” Đây là điều mà Roger muốn nói: Các ứng dụng của hạt dao Duratomic cho thấy năng suất được cải tiến tới 100% kết hợp với tuổi bền dao cụ tăng 400%.

Tương lai là đây, hãy vào ngay www.duratomic.com Singapore Tel + 65 68412802 Malaysia Tel + 60 3 90591833 Thailand Tel + 66 2 7467 801 Vietnam Tel + 84 8 9144393 Indonesia Tel + 62 21 7918 6441

+ ATOMIC