Gia công kim loại là gì? Các phương pháp gia công kim loại

Từ lâu, gia công kim loại được xem là ngành công nghiệp “xương sống” của nền công nghiệp sản xuất, giúp cung cấp các máy móc, thiết bị, công cụ,… cho hầu lĩnh vực kinh tế. Bên cạnh đó, với việc ứng dụng các phương pháp gia công vào trong hoạt động sản xuất, doanh nghiệp Việt cũng từng bước nâng cao dây chuyền chế tạo, giảm lượng nhân công lao động và cải thiện chất lượng sản phẩm. Và để đào sâu hơn về lĩnh vực quan trọng này, trong bài viết dưới đây,  hãy cùng RX Tradex tìm hiểu gia công kim loại là gì và các phương pháp gia công kim loại đang được sử dụng hiện nay.

1. Gia công kim loại là gì?

1.1. Tìm hiểu khái niệm gia công kim loại là gì?

Gia công kim loại là quá trình sử dụng công nghệ máy móc hiện đại đã được tự động hóa để làm thay đổi hình dạng, kích thước kim loại nguyên khối thành những hình thù như mong muốn bằng các phương pháp khác nhau. Bao gồm việc áp dụng máy móc, công nghệ cắt gọt kim loại và các nguyên lý vật lý nhằm tạo ra những sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại, thành phẩm có độ chính xác cao, được ứng dụng sâu rộng trong đời sống con người.

1.2. Những lĩnh vực ứng dụng ngành gia công kim loại.

• Chế tạo máy móc và thiết bị: Sản xuất các bộ phận máy móc, động cơ, và thiết bị công nghiệp,…
• Ngành ô tô: Bộ phận như khung xe, động cơ, bánh xe, và nhiều bộ phận khác,…
• Ngành hàng không và vũ trụ: Cung cấp các bộ phận cho máy bay, tàu vũ trụ, và các thiết bị không gian,…
• Ngành điện tử: Sản xuất các thành phần điện tử như bảng mạch in, vỏ máy tính, và các bộ phận kết nối.
• Ngành xây dựng: Chế tạo các bộ phận và kết cấu cho các dự án xây dựng, bao gồm cầu, tòa nhà, và những công trình công nghiệp khác,…
• Ngành năng lượng: Sản xuất các bộ phận cho ngành năng lượng như viên pin mặt trời và cánh quạt tuabin gió,…
• Ngành y tế: Cung cấp các bộ phận và thiết bị y tế như dụng cụ phẫu thuật, phần mạch implant, và các sản phẩm y tế khác,…
• Ngành thực phẩm và đồ uống: Gia công kim loại cũng được sử dụng để sản xuất các thiết bị và máy móc trong quá trình sản xuất thực phẩm và đồ uống,…
• Ngành nông nghiệp: Sử dụng để chế tạo các máy móc và thiết bị nông nghiệp như máy cày, máy gặt, và máy bơm nước,…
• Đồ trang sức và các sản phẩm gia đình: Sản xuất các sản phẩm gia dụng như đồ gia dụng, đồ trang sức, và các sản phẩm cá nhân khác,…

1.3. Ưu điểm và hạn chế của gia công kim loại.

Ưu điểm của gia công kim loại:

• Độ chính xác cao trong sản xuất.
• Gia công kim loại cho phép sản xuất hàng loạt sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại cùng loại nhanh chóng và hiệu quả, tiết kiệm thời gian và nguồn lực.
• Có thể chế tạo, gia công nhiều loại kim loại khác nhau, bao gồm: Thép, nhôm, đồng và nhiều kim loại khác,…
• Thành phẩm thường có khả năng chịu áp lực và trọng tải cao, phù hợp cho các ứng dụng cần sức mạnh và bền bỉ.
• Tính ổn định và đồng nhất cao, giúp doanh nghiệp kiểm soát tốt chất lượng sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại.
• Có khả năng gia công các hình dạng phức tạp và chi tiết nhỏ trong sản phẩm kim loại.
• Gia công kim loại có thể tùy chỉnh dễ dàng, linh hoạt để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của khách hàng.
• Các máy móc, thiết bị có thể tái sử dụng, giúp giảm thải rác và tác động môi trường.

Hạn chế của gia công kim loại.

• Chi phí đầu tư vào máy móc và máy công cụ gia công kim loại khá đắt đỏ.
• Việc thiết lập máy móc và công cụ có thể mất nhiều thời gian, làm tăng thời lượng sản xuất.
• Gặp nhiều khó khăn khi tạo ra các hình dạng phức tạp hoặc sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại có chi tiết nhỏ.
• Hao phí vật liệu trong quá trình gia công.
• Sử dụng và xử lý hóa chất trong quá trình chế tạo kim loại có thể gây tác động tiêu cực đến môi trường.
• Yêu cầu nhân công có kỹ thuật cao và nhiều kinh nghiệm.
• Máy móc có giới hạn về khả năng xử lý sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại có kích thước lớn hoặc trọng lượng nặng.
• Các phương pháp gia công kim loại truyền thống có thể tiêu thụ năng lượng lớn.
• Cần quản lý tồn kho sản phẩm gốc và bộ phận gia công.

2. Top những phương pháp gia công kim loại mới và phổ biến hiện nay.

2.1. Phương pháp tiện kim loại.

Đây là phương pháp cắt kim loại bằng phôi nhờ chuyển động của phôi và dụng cụ tiện. Phương pháp này cho phép sản xuất các chi tiết kim loại phức tạp và chính xác hoặc được sử dụng để thực hiện các vết cắt bên ngoài trên sản phẩm kim loại.

2.2. Phương pháp phay kim loại.

Phay là quá trình loại bỏ vật liệu khỏi phôi cố định bằng cách sử dụng các dụng cụ và thiết bị cắt quay. Chúng có thể sử dụng nhiều loại công cụ khác nhau để đạt được kết quả mong muốn. Phay thường được sử dụng để gia công các mặt phẳng và bề mặt cong có cấu trúc phức tạp.

2.3. Phương pháp mài cà, xử lý bề mặt kim loại.

Mài cà, xử lý bề mặt và hoàn thiện sản phẩm bao gồm tất cả các phương pháp có thể thay đổi tính chất bề mặt của phôi kim loại. Các phương pháp gia công kim loại này sẽ góp phần tạo nên sự đa dạng và thẩm mỹ cho sản phẩm, từ đó giúp sản phẩm đạt được chất lượng cũng như giá trị sử dụng cao hơn.

2.4. Phương pháp đột lỗ, khoan kim loại.

Đây là phương pháp gia công kim loại bằng áp suất, trong đó khuôn đột dập kim loại và máy dập sử dụng áp suất cực lớn để đục các lỗ có đường kính khác nhau trên bề mặt kim loại. Thông thường, máy đục lỗ sẽ sử dụng hệ thống điều khiển tự động và có thể đục kim loại dày và dài.

2.5. Phương pháp cưa kim loại.

Cưa phổ biến hơn đối với các vật liệu làm từ gỗ nhưng cũng hoạt động tốt đối với sản phẩm kim loại. Phương pháp này sử dụng một công cụ có răng để cắt xuyên qua vật liệu.

2.6. Phương pháp chấn/ uốn gấp kim loại.

Dập là phương pháp gia công bề mặt kim loại thành các hình dạng góc cạnh. Gấp là quá trình làm biến dạng các góc của kính hoặc uốn cong các cạnh một cách tùy ý. Mục tiêu là làm cho bề mặt kim loại gập một góc 90 độ.

2.7. Phương pháp hàn kim loại.

Hàn kim loại là quá trình nối các bộ phận lại với nhau bằng mối hàn cố định để tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh. Phương pháp này tác dụng nhiệt và áp suất lên mối nối để tạo liên kết bền chặt giữa các phần kim loại.

2.8. Phương pháp đúc kim loại.

Phương pháp đúc kim loại là phương pháp trong đó kim loại được nung nóng đến trạng thái nóng chảy và sau đó được đổ vào khoang khuôn để chế tạo sản phẩm của gia công cắt gọt kim loại. Sau khi hóa rắn trong khuôn, thu được một bộ phận có hình dạng tương tự như khuôn mẫu.

2.9. Phương pháp điện hóa.

Phương pháp điện hóa ít bị ăn mòn dụng cụ hơn khi gia công các bộ phận phức tạp trên đường chạy dao. Phương pháp này được sử dụng cho hầu hết các vật liệu khó gia công bằng máy thông thường. Phương pháp bao gồm: Gia công điện hóa, mài xung điện hóa, khoang bằng dòng chất điện phân, điện phân ống hình, khoan bằng mao dẫn,…

2.10. Phương pháp hóa học.

Gia công điện hóa kết hợp việc sử dụng điện với các phản ứng hóa học để loại bỏ vật liệu phôi. Đây là phương pháp đặc trưng, được dùng để gia công những bề mặt có hình dáng nhất định bằng phương pháp ăn mòn điện hóa. Bản chất của phương pháp gia công này là không có sự tác động cơ khí của dụng cụ tới bề mặt gia công.

2.11. Phương pháp gia công kim loại bằng tia nước.

Đây là một trong những kỹ thuật cắt kim loại tốt nhất hiện có. Kỹ thuật cắt, khoan hoặc làm sạch bề mặt sử dụng lực của nước có áp suất cao để ăn mòn các hạt kim loại. Phương pháp này là quy trình cắt nguội không yêu cầu tiếp xúc vật lý của đầu cắt, khoan bằng tia nước với phôi.

2.12. Các phương pháp nhiệt điện.

Phương pháp gia công kim loại laser.

Laser sử dụng tia sáng tần số cao để làm nóng chảy phôi, dùng để khoan, hàn, cắt kim loại. Đây là một trong những phương pháp chính xác nhất do tính tập hợp của chùm tia laser. Phương pháp gia công bằng laser thường được sử dụng để cắt các tấm kim loại mỏng và yêu cầu tính chính xác cao.

Phương pháp gia công kim loại plasma.

Plasma sử dụng dòng khí bị ion hóa để làm nóng chảy kim loại cần cắt, hàn. Khi kim loại tan chảy, một luồng không khí áp suất cao sẽ thổi bay vật liệu nóng chảy. Tia ion hóa có chiều rộng rất hẹp, dẫn đến vết cắt có độ chính xác cao. Một điều quan trọng cần lưu ý là công nghệ chế tạo kim loại mới này chỉ hoạt động trên các vật liệu dẫn điện.

Phương pháp dây EDM.

Gia công phóng điện hoạt động bằng cách làm nóng chảy kim loại thông qua hồ quang điện. Một điện cực được đưa đến gần phôi mà không tiếp xúc vật lý. Phôi được biến thành một điện cực khác. Trên ứng dụng hiệu điện thế, có sự phóng điện giữa hai điện cực. Điều này làm tăng nhiệt độ khiến vật liệu tan chảy. Đây là phương pháp cắt và hàn vật liệu kim loại bằng việc đưa một sợi dây mỏng qua vật liệu và sử dụng điện xung để cắt, hàn các chi tiết.

3. Tổng kết.

Gia công kim loại có vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng đa dạng, giúp sản xuất các sản phẩm và thiết bị đa dạng mà chúng ta sử dụng hàng ngày. Và để tạo ra những sản phẩm từ gia công kim loại tấm với độ chính xác và độ bền cao, cần phải áp dụng những phương pháp gia công phù hợp. Chính vì thế, qua bài viết về gia công kim loại là gì và các phương pháp gia công kim loại, RX Tradex hy vọng đã giúp doanh nghiệp. nhà sản xuất, kỹ sư cơ khí và các nhà nghiên cứu có thêm kiến thức để áp dụng trong quá trình sản xuất và nghiên cứu của mình. Và để hiểu rõ hơn các phương pháp gia công kim loại, doanh nghiệp nên tham gia các Triển lãm Quốc tế hàng đầu chuyên ngành như Triển lãm METALEX Việt Nam được tổ chức bởi RX Tradex Vietnam. Bên cạnh đó, cũng trong năm 2023 RX Tradex còn tổ chức các Triển lãm Quốc tế hàng đầu khu vực như: Vietnam Manufacturing Expo, Waste and Recycling Vietnam và NEPCON Vietnam giúp doanh nghiệp cập nhật những xu hướng trong ngành, các phương pháp hay giải pháp công nghệ mới nhất hiện nay.