Gia công lắp ráp linh kiện kim loại là gì? 4 công nghệ phổ biến

Trước cách mạng công nghiệp, hầu hết các công cụ, thiết bị đều được sản xuất bằng phương pháp thủ công riêng lẻ, đơn giản. Tuy nhiên, với sự ra đời của gia công lắp ráp linh kiện kim loại, những sản phẩm cơ khí hiện đại với tính năng nâng cao và hiệu suất vượt trội giúp quá trình sản xuất đạt những bước tiến mới. Cùng RX Tradex tìm hiểu “Gia công lắp ráp linh kiện kim loại là gì? Lắp ráp linh kiện kim loại sử dụng công nghệ nào?” qua bài viết dưới đây.

1. Tìm hiểu gia công lắp ráp linh kiện kim loại là gì? Gia công lắp ráp linh kiện kim loại sử dụng công nghệ nào?

1.1. Gia công lắp ráp linh kiện kim loại là làm gì?

Gia công lắp ráp linh kiện kim loại là hoạt động nối những bộ phận và thành phần kim loại thông qua các quy trình như: Hàn, tán đinh, chất kết dính, ốc vít có ren,… Đây là một trong những công đoạn sau cùng của quá trình sản xuất thiết bị, máy móc. Trong hầu hết quy trình, gia công lắp ráp kim loại bao gồm các công nghệ tự động hóa kết hợp với hoạt động thủ công của con người. [1]

Quá trình lắp ráp kim loại có nhiều cách thức hoạt động khác nhau. Tuy nhiên để lựa chọn phương pháp lắp ráp hiệu quả, doanh nghiệp cần căn cứ vào các yếu tố như: Chi phí, yêu cầu về giải pháp lâu dài hoặc tạm thời, loại bộ phận kim loại được lắp ráp hoặc độ bền của sản phẩm,…

1.2. 5 loại hình gia công lắp ráp linh kiện kim loại thường được sử dụng.

Gia công lắp ráp kim loại thường bao gồm 5 loại sau: [2]

• Mechanical (hardware) Assembly (Lắp ráp kim loại bằng kỹ thuật cơ khí): Sử dụng các loại phần cứng khác nhau, gồm có: Bu lông, đai ốc, vít,… để lắp ráp, kết nối những bộ phận lại thành các sản phẩm hoàn chỉnh.
• Weld Assembly (Lắp ráp linh kiện điện tử bằng phương pháp hàn): Là quá trình hợp nhất hai hoặc nhiều mảnh kim loại cứng với nhau để tạo nên thành phẩm cố định, có cấu trúc và độ bền cao.
• Spot Weld Assembly (Lắp ráp linh kiện điện tử bằng phương pháp hàn nhanh): Là hoạt động nối và liên kết hai mảnh kim loại tấm lại với nhau, có thời gian thực hiện ngắn. Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp gia công linh kiện điện tử này là mối hàn sẽ không được chắc chắn.
• Rivet Assembly (Lắp ráp linh kiện điện tử bằng đinh tán): Đây là hoạt động lắp ráp được áp dụng cho các bộ phận hoặc linh kiện kim loại trong môi trường có áp suất và nhiệt độ không ổn định.
• Brazing/Soldering Assembly (Lắp ráp linh kiện điện tử bằng phương pháp hàn nóng chảy): Là phương pháp gia công linh kiện điện tử nấu chảy một kim loại phụ và sử dụng chúng để liên kết hai chi tiết lại với nhau.

Xem thêm:

Gia công kim loại tấm

Gia công hàn cắt kim loại

Các phương pháp gia công kim loại

1.3. Vai trò của gia công lắp ráp linh kiện kim loại.

Việc gia công lắp ráp linh kiện kim loại có vai trò quan trọng trong ngành cơ khí nói riêng và sản xuất công nghiệp nói chung, cụ thể:

• Giúp hoàn thiện sản phẩm: Lắp ráp là quá trình cuối cùng trong việc tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh từ các bộ phận hoặc linh kiện riêng lẻ. Qua đó, đảm bảo các thành phần được kết hợp một cách chính xác nhằm tạo ra sản phẩm hoạt động đúng hiệu năng, đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
• Tối ưu hóa hiệu suất: Quá trình lắp ráp được thực hiện một cách có hệ thống và chính xác tạo nên dây chuyền hoạt động chuẩn với các chức năng được lập trình sẵn. Điều này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất.
• Thành phẩm đạt tiêu chuẩn: Sản phẩm được tạo ra từ các dây chuyền lắp ráp thường tuân thủ những tiêu chuẩn, quy định về chất lượng, đảm bảo an toàn và bảo vệ môi trường,… Phù hợp với quy chuẩn của các cơ quan quản lý và tổ chức kiểm định.
• Giảm thiểu lãng phí: Gia công lắp ráp linh kiện kim loại được thực hiện bởi các dây chuyền tiên tiến và đạt chuẩn nhất định, giúp tránh lãng phí đáng kể trong việc sản xuất, bảo đảm sử dụng hiệu quả tài nguyên và nhiên liệu.
• Đảm bảo sự đồng nhất: Gia công lắp ráp chính xác đảm bảo các sản phẩm cuối cùng đều đạt các tiêu chuẩn đề ra và có đặc điểm kỹ thuật giống nhau, tạo nên sự đồng nhất trước khi đưa vào thị trường.
• Tăng tính cạnh tranh: Các thiết bị, linh kiện cần có độ chính xác cao và đảm bảo máy móc được hoạt động hiệu quả. Nếu doanh nghiệp sở hữu hệ thống dây chuyền lắp ráp đạt chuẩn sẽ hạn chế tối đa các sản phẩm lỗi và có lợi thế cạnh tranh vượt trội.
• Tính linh hoạt và độ đa dạng cho sản phẩm: Quá trình gia công lắp ráp linh kiện hiện nay đáp ứng các tùy chỉnh nâng cao, phù hợp với nhu cầu của doanh nghiệp trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa.

1.4. Các công nghệ gia công lắp ráp linh kiện kim loại phổ biến hiện nay.

Công nghệ thông qua lỗ (THT). [3]

Công nghệ thông qua lỗ (Through Hole Technology còn gọi là THT) là quá trình sản xuất trong đó dây dẫn trên các bộ phận được luồng qua các lỗ khoan trên bảng mạch hoặc tấm kim loại. Các chi tiết được hàn vào các miếng đệm ở phía đối diện, bằng cách lắp ráp thủ công hoặc sử dụng máy gắn chèn tự động.

Các sản phẩm lắp ráp từ công nghệ gia công lắp ráp linh kiện điện tử này có thể chịu được áp lực môi trường cao hơn với dây dẫn xuyên qua các bảng mạch/tấm kim loại, đây cũng là lý do chính mà THT được ứng dụng rộng rãi trong quân sự và hàng không vũ trụ.

Công nghệ gắn trên bề mặt (SMT).

Công nghệ Surface Mount Technology (SMT) là phương pháp được ra đời từ những năm 1960, thường sử dụng để gắn trực tiếp các linh kiện kim loại lên bề mặt của bảng mạch/tấm kim loại. Qua đó, những sản phẩm áp dụng phương pháp này được gọi là thiết bị gắn trên bề mặt (SMD – Surface Mounted Devices). Công nghệ này bao gồm các sản phẩm như: CHIP, SOP, SOJ, PLCC, LCCC, QFP, BGA, CSP, FC, MCM,…

Công nghệ SMT có thể gia công lắp ráp các linh kiện, chi tiết có kích thước nhỏ với mật độ kết nối cao. Khi ứng dụng công nghệ lắp ráp này, các quy trình chế tạo được thực hiện hoàn toàn tự động và sản xuất với số lượng lớn một cách hiệu quả, nhanh chóng.

Công nghệ hỗn hợp. [4]

Với sự phát triển của khoa học – công nghệ hiện đại, các sản phẩm linh kiện ngày càng trở nên phức tạp, tích hợp tính năng và kích thước nhỏ hơn. Hầu hết các sản phẩm thiết bị, máy móc đòi hỏi có sự phối hợp của công nghệ xuyên lỗ cùng công nghệ gắn trên bề mặt.

3 công nghệ hỗn hợp trong gia công lắp ráp linh kiện kim loại:

• Lắp ráp hỗn hợp một mặt (Single Side Mixed Assembly): Là phương pháp lắp ráp chỉ cần ứng dụng một phần công nghệ xuyên lỗ trong quá trình hoàn thiện sản phẩm.
• One Side SMT & One Side THT: Là quá trình gia công mà một mặt của linh kiện sẽ áp dụng công nghệ gắn trên bề mặt, mặt kia sẽ dùng công nghệ xuyên lỗ để tạo nên các thành phẩm.
• Lắp ráp hỗn hợp hai mặt (Double Side Mixed Assembly): Một mặt của linh kiện sẽ áp dụng công nghệ gắn kết SMT, mặt còn lại áp dụng cả 2 công nghệ: Xuyên lỗ và gắn kết bề mặt.

Công nghệ Injected Metal Assembly (IMA). [5]

Công nghệ gia công Injected Metal Assembly là phương pháp được áp dụng để lắp ráp các bộ phận nhỏ hoặc các chi tiết có nhiều rãnh. Công nghệ lắp ráp này sử dụng hợp kim kẽm nóng chảy để nối các bộ phận tương tự lại với nhau nhằm tạo ra một bộ phận lắp ráp chắc chắn. Cụ thể, các khuôn sẽ được căn chỉnh chính xác để giữ các linh kiện ở đúng vị trí, khi chất lỏng của hợp kim được bơm vào khoang tại giao điểm của bộ định hình.

Công nghệ IMA giúp doanh nghiệp giảm chi phí bằng cách tối ưu hóa thời gian sản xuất, loại bỏ nhu cầu vận hành thứ cấp và có khả năng được tự động hóa hoàn toàn. Ngoài ra, giải pháp này còn giúp giảm thiểu hàng tồn kho, đảm bảo độ chính xác, chịu được tải trọng cao và đáp ứng các tiêu chuẩn xuất xưởng. Công nghệ gia công lắp ráp linh kiện điện tử này thường được ứng dụng để lắp ráp các chi tiết, linh kiện có rãnh và độ phức tạp cao.

1.5. Những công nghệ 4.0 được áp dụng để gia công lắp ráp kim loại.

3 công nghệ phổ biến mà các doanh nghiệp áp dụng vào gia công lắp ráp linh kiện, chi tiết bao gồm:

• Robot cộng tác: Chúng còn được gọi là cobot, được thiết kế để hoạt động cùng với sự điều khiển của con người. Đây là một trong những công nghệ được ứng dụng rộng rãi trong quá trình gia công lắp ráp kim loại.
• Trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML): Các thuật toán AI và ML dự kiến ​​sẽ đóng một vai trò quan trọng trong tương lai của các dây chuyền lắp ráp linh kiện kim loại, điện tử và lắp ráp robot,…
• Tích hợp với Internet vạn vật (IoT): IoT cho phép thu thập và chia sẻ dữ liệu với máy tính hoặc thiết bị điện tử, cung cấp cho doanh nghiệp các thông tin chi tiết theo thời gian thực về quy trình sản xuất để đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu tích góp được.

2. Ứng dụng của gia công lắp ráp kim loại hiện nay.

Gia công lắp ráp linh kiện kim loại được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như:

• Công nghiệp ô tô: Gia công lắp ráp, gia công linh kiện ô tô được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và kết nối các bộ phận của ô tô, xe máy,…
• Công nghiệp điện tử: Lắp ráp các bộ phận và linh kiện nhỏ như: Chip, bo mạch, vi mạch, mạch in,…
• Công nghiệp y tế: Phương pháp gia công này có thể hỗ trợ các máy móc trong phẫu thuật và tự động hóa rô-bốt trong phòng thí nghiệm,…
• Công nghiệp hàng không vũ trụ: Gia công lắp ráp linh kiện kim loại có thể được sử dụng để: Khoan và lắp ráp các bộ phận của máy bay, phi thuyền,..
• …

3. Tổng kết.

Bài viết “Gia công lắp ráp linh kiện kim loại là gì? Lắp ráp linh kiện kim loại sử dụng công nghệ nào?” giúp doanh nghiệp hiểu và áp dụng các công nghệ gia công lắp ráp tiên tiến trong việc chế tạo linh kiện/chi tiết một cách chính xác, đảm bảo thành phẩm đạt chuẩn, hiệu suất cao và đáp ứng nhu cầu của người dùng. Để cập nhật những công nghệ mới nhất hiện nay cũng như học hỏi những thành tựu về công nghệ lắp ráp của các nhà sản xuất tiên tiến, doanh nghiệp nên tham gia Triển lãm Quốc tế hàng đầu về ngành cơ khí sản xuất như METALEX Việt Nam 2023, do công ty RX Tradex tổ chức. Ngoài ra, trong tương lai còn có sự góp mặt của các triển lãm quốc tế nổi bật như: Vietnam Manufacturing Expo, NEPCON Vietnam diễn ra trong năm nay và Waste and Recycling Vietnam, mở ra cơ hội trao đổi và tiếp thu những giải pháp công nghệ hàng đầu.

Chú thích:

[1] Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/Assembly_line

[2] Nguồn: https://www.rollerdie.com/, https://www.vista-industrial.com/blog/

[3] Nguồn: https://www.wevolver.com/article/, http://www.fishercast.com/tech_products_ima.php

[4] Nguồn: https://www.pcbcart.com/article/

[5] Nguồn: https://interelcom.com/en/knowledge-base/