Công nghệ chế tạo kim loại là gì?

Nền kinh tế của chúng ta phụ thuộc nhiều vào ngành chế tạo kim loại. Hầu hết các ngành công nghiệp đều sử dụng các công cụ, máy móc được sản xuất từ công nghệ chế tạo kim loại. Và để giúp cho doanh nghiệp hiểu rõ hơn về  khái niệm công nghệ chế tạo kim loại, lịch sử hình thành cũng như quá trình chế tạo chính xác. Hãy cùng RX Tradex tìm hiểu tất tần tật những kiến thức này qua bài viếtcông nghệ chế tạo kim loại là gì nhé!

Khái niệm về công nghệ chế tạo kim loại là gì?

Tìm hiểu về công nghệ chế tạo kim loại.

Chế tạo kim loại là một quy trình sản xuất được sử dụng để định hình kim loại thành các bộ phận hoặc sản phẩm cuối cùng thông qua: Gia công kim loại (bao gồm: Dập, tạo hình, gấp, hàn,…) kết hợp các thiết bị điện và điện tử vào bộ vi xử lý, bảng mạch và cụm lắp ráp phụ cho các bộ phận điều hướng. [1]

Những sản phẩm làm từ công nghệ chế tạo kim loại, bao gồm:

• Dụng cụ cầm tay.
• Bu lông, đai ốc và ốc vít.
• Dao kéo.
• Ống và phụ kiện đường ống.
• Cửa sổ và cửa ra vào bằng kim loại.
• Thiết bị đính kèm.
• Những bộ phận của động cơ.
• …

Quá trình hình thành của chế tạo kim loại.

Luyện kim có từ năm 7000 trước Công nguyên, khi một số cộng đồng thời kỳ đồ đá mới ở Thổ Nhĩ Kỳ bắt đầu rèn đồng thành dao và liềm thô sơ. Con người đã khai thác và gia công kim loại trong 10.000 năm qua bằng chứng  là mặt dây chuyền bằng đồng được tìm thấy ở miền bắc Iraq có từ khoảng năm 9000 trước Công nguyên.

Các cửa hàng chế tạo như chúng ta biết ngày nay bắt đầu tồn tại trong cuộc Cách mạng Công nghiệp, khi nhu cầu về gia công kim loại tấm cao hơn nhiều so với trước đây. Việc phát minh ra máy ép thủy lực đã biến đổi ngành công nghiệp chế tạo kim loại bằng cách cho phép các nhà sản xuất tạo ra áp lực chưa từng có đối với các bộ phận kim loại. Ngày nay, các kim loại được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp bao gồm: Nhôm, đồng thau, đồng, vàng, sắt, niken, bạc, magiê, thiếc, titan và một số loại thép khác.

4 loại công nghệ chế tạo kim loại phổ biến.

Công nghệ chế tạo kim loại được ứng dụng rộng rãi và chiếm vị trí quan trọng trong đời sống và sản xuất công nghiệp với đa dạng các sản phẩm. Tuy nhiên, công nghệ này có 4 loại chính như sau:

• Chế tạo kim loại công nghiệp: Là quá trình tích hợp các bộ phận hoặc cụm lắp ráp vào các sản phẩm công nghiệp. Chế tạo được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp bao gồm: Hàng không vũ trụ, năng lượng, xử lý vật liệu và ô tô,… Các sản phẩm được tạo ra cho mục đích công nghiệp với số lượng và kích thước lớn hơn như: Bể chứa lớn, các bộ phận máy hạng nặng, máy luyện sắt và cưa vòng,…
• Chế tạo kim loại kết cấu: Công nghệ này liên quan đến việc tạo ra các bộ phận kim loại kết cấu được sử dụng trong xây dựng và các dự án thương mại, công nghiệp và dân cư. Những ứng dụng của chế tạo kim loại kết cấu như: Cầu thang, lối đi, tháp, bệ, kèo và dầm,… Chế tạo kết cấu còn ứng dụng như một phần của quá trình xây dựng hay những dự án chế tạo quy mô lớn như: Cửa hàng, nhà máy sản xuất và tòa nhà chọc trời.
• Chế tạo kim loại thương mại: So với các sản phẩm công nghiệp và kết cấu, các sản phẩm chế tạo thương mại có xu hướng nhỏ hơn và chính xác hơn. Ứng dụng nhằm mục đích thương mại như: Nhà hàng, cửa hàng bán lẻ, không gian công cộng,… Với các sản phẩm như: Mái hiên, kệ, lan can, bồn rửa, thiết bị và băng tải,… được thiết kế để phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng.
• Chế tạo kim loại tùy chỉnh: Khả năng chế tạo kim loại là vô tận và đôi khi các dự án cần được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu riêng của doanh nghiệp hoặc cá nhân. Chính vì thế, công nghệ chế tạo kim loại thường có thể được gia công tùy chỉnh theo yêu cầu.

Các vật liệu phổ biến trong công nghệ chế tạo kim loại là gì?

Dưới đây là một số loại kim loại phổ biến được sử dụng trong chế tạo kim loại:

• Thép: Là hợp kim làm từ sắt và carbon, tính chất có thể biến đổi khi thay đổi thành phần của carbon. Chúng có nhiều đặc tính cải tiến và được sử dụng nhiều trong các công trình chế tạo kim loại.
• Nhôm: Là kim loại với sản lượng cao nhất trên bề mặt Trái đất, chúng là một trong những nguyên liệu thô với giá thành rẻ, được sử dụng chủ yếu cho các dự án sản xuất kim loại. Với trọng lượng nhẹ, nhôm là vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu vật liệu nhẹ nhưng chắc chắn.
• Magiê: Kim loại này có mật độ thấp nhưng độ bền kéo cao. Đây là lý do tại sao chúng được sử dụng để sản xuất máy bay. Ngày nay, Magiê cũng được sử dụng để tạo ra thân máy tính xách tay chất lượng cao.
• Tấm kim loại: Là nguyên liệu thô trong quá trình sản xuất chế tạo gồm: Tấm kim loại và lá kim loại. Chúng có thể được đưa vào bất kỳ mục đích sử dụng nào có thể tưởng tượng được bằng các quy trình như: Cắt, uốn, dập…
• Dây hàn: Dù không trực tiếp là một phần của phôi kim loại, nhưng dây hàn được sử dụng để tạo ra các mối hàn nối hai phần của phôi với nhau. Loại và kích thước của dây được thay đổi tùy theo phương pháp hàn được sử dụng.

Tại sao chế tạo kim loại lại quan trọng?

Hầu hết những đồ vật bằng kim loại mà chúng ta nhìn thấy đều là kết quả của quá trình chế tạo kim loại. Chúng có ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Do tính linh hoạt của công cụ và quy trình, chúng được sử dụng để tạo ra các bộ phận cho các ngành công nghiệp khác nhau bao gồm: Nông nghiệp, spa, quân sự và ô tô,… Cụ thể: [4]

Một số ứng dụng công nghiệp cho chế tạo kim loại bao gồm:

• Các bộ phận máy bay thương mại và quân sự.
• Thiết bị và phụ kiện nông nghiệp.
• Các thành phần năng lượng thay thế cho các cấu trúc năng lượng mặt trời, gió và địa nhiệt.
• Các bộ phận riêng lẻ cho ô tô và phương tiện giải trí.
• Vật liệu, công cụ và hỗ trợ cho các dự án xây dựng.
• Thiết bị chế biến, đóng gói thực phẩm đảm bảo an toàn thực phẩm.
• Tạo ra các sản phẩm tiêu dùng từ đồ gia dụng đến ghế ô tô.
• Thiết bị quân sự quốc phòng, thiết bị thông tin liên lạc và linh kiện phương tiện.
• Xe tăng và máy bơm Fracking.

Xem thêm các ứng dụng của công nghệ chế tạo kim loại để hiểu rõ hơn tầm quan trọng của ngành trong đời sống và sản xuất công nghiệp.

Những quá trình chế tạo kim loại hiện nay.

Mỗi ngành công nghiệp có nhu cầu khác nhau và mỗi bộ phận được sản xuất theo thông số kỹ thuật riêng. Quá trình chế tạo kim loại có thể bao gồm nhiều phương pháp khác nhau để thu gọn, tạo hình và nối các vật liệu với nhau.

Quy trình thu gọn.

Một số quy trình chế tạo kim loại phổ biến nhất là kỹ thuật khử. Các quy trình này loại bỏ một phần kim loại để tạo ra các bộ phận có hình dạng và kích thước chính xác như:

• Cắt: Phù hợp nhất cho tấm kim loại phẳng và chỉ cần tạo ra các đường thẳng nhưng có thể tạo ra các sản phẩm với nhiều hình dạng khác nhau.
• Đục lỗ: Phù hợp nhất cho sản xuất số lượng lớn. Đục lỗ là thực hiện khoét lỗ vào kim loại cứng được đặt phía trên kim loại và giúp loại bỏ vật liệu dư thừa khỏi bề mặt làm việc.
• Dập: Dập là công nghệ sản xuất có thể làm cho các tấm kim loại có độ dày khác nhau thành hình dạng mong muốn.
• Khắc: Được sử dụng để tạo các đường cắt và góc chi tiết không thể thực hiện được với quy trình cắt tiêu chuẩn, khắc có thể được sử dụng trên nhiều loại kim loại.

Quy trình định hình.

Đôi khi kim loại cần được tạo hình chứ không chỉ đơn giản là cắt. Trong quá trình sản xuất, kim loại thường được cắt đầu tiên và sau đó là tạo hình, bao gồm:

• Khuôn: Tạo ra một hoặc nhiều phần kim loại nổi lên. Khuôn đột dập kim loại thường được sử dụng khi chế tạo các lô bộ phận từ trung bình đến lớn, dập có thể đề cập đến bản vẽ khuôn lũy tiến, nông hoặc sâu.
• Gấp/Uốn: Tạo ra các góc trong tấm kim loại trong quá trình chế tạo.

Quy trình khác.

Có một số quy trình khác được sử dụng trong công nghệ chế tạo kim loại để nối các tấm vật liệu khác nhau lại với nhau hoặc để tạo thành các miếng kim loại lớn, chẳng hạn như:

• Hàn: Là một trong những cách phổ biến nhất để nối các mảnh kim loại. Chúng thường được sử dụng khi xử lý các vật liệu rất mỏng hoặc khi điều quan trọng là không làm biến dạng kim loại.
• Gia công: Giúp tạo hình khối kim loại thay vì tấm hoặc kim loại cuộn. Gia công loại bỏ các mảnh kim loại khỏi khối để tạo hình sản phẩm cuối cùng. Có một số công cụ được sử dụng trong gia công như: Máy tiện, máy phay và máy khoan,…
• Vẽ: Là quá trình sử dụng lực kéo trên kim loại để kéo căng. Quá trình này được thực hiện bằng cách cho kim loại đi qua giữa hai khuôn và dập khuôn trên kim loại có sẵn.
• Đúc: Quá trình đúc liên quan đến việc tạo cho kim loại hình dạng mong muốn bằng cách nấu chảy kim loại ở nhiệt độ cao và đổ vào khuôn rỗng. Khi kim loại lấp đầy khoang và để nguội đi chúng sẽ mang hình dạng của khuôn.

Quá trình thực hiện của công nghệ chế tạo kim loại.

• Thiết kế: Xác định các yêu cầu của dự án, phương pháp sản xuất và các lĩnh vực cải tiến và sử dụng phần mềm CAD để tạo ra các thiết kế.
• Tạo mẫu: Thông thường một nguyên mẫu nhanh được tạo ra bằng cách sử dụng in 3D kim loại hoặc tạo mẫu kim loại tấm nhanh.
• Lập trình: Ngay sau khi thiết kế CAD cho sản phẩm được hoàn thiện, chúng sẽ được chuyển thành lập trình cho bất kỳ máy nào do máy tính điều khiển sẽ tham gia vào quá trình chế tạo.
• Chế tạo: Thời gian cần thiết để chế tạo phụ thuộc vào độ phức tạp của bộ phận, các quy trình liên quan và nhu cầu của xưởng máy. Bản thân quá trình chế tạo có thể bao gồm nhiều bước khác nhau như: Cắt, đục lỗ, gấp, gia công và hàn,…
• Hoàn thiện: Khi quá trình chế tạo hoàn tất, dịch vụ chế tạo có thể hoàn thành sản phẩm, bao gồm: Tinh chỉnh các bề mặt và cạnh hoặc áp dụng các tùy chọn sơn phủ khác nhau.
• Lắp ráp: Một số dịch vụ chế tạo cũng cung cấp dịch vụ lắp ráp, có thể bao gồm hàn hoặc tích hợp điện. [5]

Tổng kết.

Vậy chế tạo kim loại có được coi là sản xuất không? Chế tạo kim loại và sản xuất là 2 quá trình hoàn toàn riêng biệt. Chế tạo biến nguyên liệu thô thành các bộ phận có hình dạng và kích cỡ khác nhau. Còn sản xuất liên quan đến việc chế tạo và lắp ráp các bộ phận kim loại đã hoàn thành.

RX Tradex mong rằng bài viết “Công nghệ chế tạo kim loại là gì?” sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về chế tạo kim loại và những thông tin liên quan. Doanh nghiệp hãy đến tham quan các Triển lãm Quốc tế hàng đầu chuyên ngành như Triển lãm Metalex do công ty RX Tradex tổ chức. Triển lãm sẽ giới thiệu đến quý doanh nghiệp những công nghệ chế tạo tiên tiến hàng đầu và là nơi lý tưởng để giao lưu và học hỏi những tiến bộ vượt bậc trong ngành. Ngoài ra, doanh nghiệp có thể tham khảo thêm các sự kiện khác do RX Tradex tổ chức trong năm 2023 như: Vietnam Manufacturing Expo, Waste and Recycling Vietnam và NEPCON Vietnam để gia tăng cơ hội học hỏi, mở rộng mối quan hệ kết nối giao thương.

Tài liệu tham khảo:

[1] Nguồn: https://www.summitsteelinc.com

[2] Nguồn: https://www.tymetal.com/metal-fabrication-overview/

[3] Nguồn: https://www.roguefab.com/

[4] Nguồn: https://www.summitsteelinc.com

[5] Nguồn: https://laserfab.net/blog/what-is-metal-fabrication/