Xử lý nhiệt đã có một lịch sử lâu dài của sự phát triển và được coi công nghệ đã hoàn thiện .Nhưng thực tế trong sản xuất chúng ta đã sử lý nhiệt thông minh chưa? .Để xây dựng hoàn thiện một quy trình sử lý nhiệt thông minh dựa trên nguyên tắc , và cơ sở gì…Trong bài viết này chúng tôi sẽ trình bày khái quát về những nội dung này
1.Xử lý nhiệt thông minh được hiểu như thế nào
- Chi phí sản xuất là thấp nhất mà đạt được chất lượng cao sản phẩm (thỏa mãn yêu cầu khắt khe của khách hàng). Giảm phế phẩm và tiết kiệm nguyên vật liệu đầu vào.Tiết kiệm năng lượng và nguyên vật liệu trong sản xuất. Cần nhấn mạnh phải đạt được chất lượng cao của sản phầm.
- Tối ưu hóa hoạt động của thiết bị, tăng năng suất sản xuất
- Thân thiện với người lao động và môi trường
2.Công cụ hỗ trợ xây dựng quy trình xử lý nhiệt luyện thông minh
-Cảm biên đo và thiết bị đo : Trong công nghệ xử lý nhiệt những sensor đo nhiệt độ ,áp suất, nồng độ khí thấm…Những thông số này có quan hệ trực tiếp đến kết quả của quá trình thấm. Sau đó những thiết bị đo kết quả xử lý nhiệt như độ cứng, chiều dày lớp thấm tôi…liên quan tới chất lượng (yêu cầu của khách hàng). Sự chính xác của kết quả đo là hết sức quan trong xây dựng các mô hình , thử nghiệm và kiểm soát quá trình xử lý nhiệt trong sản xuất.
-Máy tính và các phần mền: Công nghệ thông tin phát triển cho phép máy tính trở thành công cụ thiết yếu cho xử lý nhiệt.
+Máy tính giúp kiểm soát quá trình sử lý nhiệt : Nhờ các thông số đo được chính xác từ thiết bị cảm ứng , các chương trình sẽ giúp nhân viên theo dõi các diễn biến xảy ra đối với vật liệu và các thành phần khác.
+ Các phần mền mô phỏng : Cũng chính nhờ các thiết bị cảm biến chính xác đã nâng cao tính chính xác của dữ liệu. Kết hợp với những hiểu biết về phản ứng của vật liệu . Giúp cho chúng ta xây dựng các phần mền mô phỏng lại hoặc dự đoán các phản ứng của vật liệu với các thông số, mà từ đó cho phép xác định tính chất của sản phẩm. Mô phỏng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng vì xử lý nhiệt thường làm việc với nhiệt độ cao. Do đó chi phí cho các thí nghiệm thực tế thường lớn hoặc kho thực hiện.Thực tế các kết quả mô phỏng đã rất sát với quá trình thực tế.
Sử dụng mô phỏng giúp tối ưu quá trình sản xuất từ đó giảm phế liệu, tỷ lệ sai hỏng. Giảm thử và sai khi thử nghiệm các thông số mới.Ngoài ra cho phép dung sai chặt chẽ hơn đạt được thông qua xử lý nhiệt
3.Nguyên tắc Just-in-Time trong xử lý nhiệt
Nội dung nguyên tắc: Xử lý công việc ngay trong thời gian hợp lý nhất của nó,bắt đầu từ nguyên liệu đến thành phẩm sao cho hiệu suất sản xuất là cao nhất. Cụ thể là sử dụng các nguồn nhân lực ( con người , năng lượng,thiết bị..) sao cho đạt được yêu cầu sản phẩm.Muốn đạt mục tiêu này cần ghi nhớ những khía cạnh quan trọng của xử lý nhiệt cần thiết cho thành cong của JIT :
+ Để biết, luyện kim, những gì cần thiết để hoàn thành.
+ Có thể dự đoán kết quả của một hoạt động xử lý nhiệt.
+Để có thể lặp lại được và xây dựng trong quá trình này.
+ Sử dụng nhiệt của khí nóng.
+Để nhận thức được thay đổi để hoạt động sản xuất khác.
+Không thỏa hiệp về chất lượng.
+Tính được chi phí sản xuất
+Thiết kế thiết bị và tự động hóa
*JIT và CPC ( quá trình kiểm soát kỹ thuật) làm cho chất lượng và chi phí của các sản phẩm cạnh tranh
4.Quản lý Total quality mângement (TQM)
Bao gồm :
Xử lý nhiệt+Just In time+kiểm soát quá trình chặt chẽ+ Thu thập dữ liệu
để có thê cung cấp những thông tin cần thiết cho khách hàng
Xử lý nhiệt thông minh
-Quy trình giám sát và kiểm soát máy tính thực hiện đúng cách có thể giúp xử lý, nhiệt:
- Để kiểm soát chi phí.
- Cải thiện kế hoạch.
- Năng suất Boost.
- Tối ưu hóa hoạt động của thiết bị.
- Nâng cao Chất lượng của sản phẩm.
-Trong xử lý nhiệt đòi hỏi việc thu thập và phân tích số liệu lớn , bao gồm quá trình biến đổi theo thời gian và nhiệt độ ví dụ như trong thấm cacbon.Thu thập dữ liệu cần phải thực hiện theo thứ tự và chính xác. Việc thu thập dữ liệu đúng là cơ sở cho kiểm soát và mô tả đúng.
5.Ứng dụng về xử lý nhiệt thông minh
Kỹ thuật này được sử dụng cho hầu như tất cả các quá trình bề mặt sửa đổi xử lý nhiệt và chủ yếu để sản xuất các bộ phận quan trọng. Các quy trình bao gồm thấm cacbon, thấm nitơ, ủ , ủ khử ứng suất … Ngoài ra, nó cũng được áp dụng cho một phạm vi rất rộng với các hình dạng chi tiết và vật liệu. Đến nay, hầu hết các các bộ phận làm bằng thép hợp kim thấp khác nhau, chẳng hạn như AISI 4140, 4335 và 4340, vv Tuy nhiên, kỹ thuật này cũng có thể được áp dụng cho các kim loại khác và hợp kim
6.Kết luận
-Thiết kế các quy trình xử lý nhiệt có thể được cải thiện và thực hiện hiệu quả hơn thông qua mô phỏng số .
-Việc kiểm soát máy tính đã hỗ trợ cung cấp xử lý nhiệt do đó đáp ứng yêu cầu khắt khe nhất của khách hàng về yêu cầu vật liêu
– Nhiệt độ trong quá trình xử lý nhiệt đã được kiểm soát tốt hơn nhờ cảm biến nhiệt và phần mền máy tính phát triển hơn .
– Với quy trình kiểm soát chặt chẽ hơn đã làm giảm phế liệu , sản phẩm hỏng
-Điều khiển máy tính cho phép công nhân làm việc trong môi trường thân thiện và thoải mái . Để hoạt động hiệu quả và duy trì thiết bị tiên tiến này , người lao động sẽ là một trong những công nghệ có khả năng cho năng suất cao nhất trong sản xuất .
-Yêu cầu về công nghệ đòi hỏi người lao động phải được đào tạo và trang bị kiến thức –đây là một khó khăn với sự phát triển công nghệ xử lý nhiệt thông minh.
-Tầm quan trọng của mối quan hệ chặt chẽ giữa khách hàng với nhà cung cấp là vô cùng quan trọng. Từ đó cải thiện lợi nhuận của doanh nghiệp và nâng cao chất lượng của sản phẩm
-Để giải quết những thách thức trong tương lai đòi hỏi sự hợp tác giữa các ngành , chính phủ, và các học viện
7.Bàn luận về ứng dụng xử lý nhiệt thông minh ở Việt Nam
-Hiện nay ngành nhiệt luyện của chúng ta gặp khó khăn trong việc phát triển đầy đủ những nội dung trong nhiệt luyện thông minh. Về trang thiết bị hầu hết các doanh nghiệp Việt không đồng nhất và không đáp ứng được những yêu cầu cao của điều khiển tự động. Việc nghiên cứu đào tạo của các trường viện còn ít và thiếu liên kết với các doanh nghiệp. Đội ngũ nhân lực đáp ứng được yêu cầu tự động hóa còn thấp. Ngoài ra sự tiêu chuẩn hóa cho vật liệu đầu vào là tương đối khó khăn.
-Tuy vậy chúng ta có thể áp dụng phần nào những nội dung trong xử lý nhiệt thông minh. Có thể các quy trình của chúng ta khó đạt tối ưu nhưng nó sẽ giúp các doanh nghiệp đạt hiệu quả cao hơn trong sản xuất kinh doanh, nâng cao chất lượng sản phẩm
-Để có thể xử lý nhiệt một các thông minh cũng như các ngành công nghiệp khác đòi hỏi chính phủ phải có định hướng rõ ràng.Tạo điều kiện cho các Trường , Viện và cơ sở sản xuất nghiên cứu và ứng dụng cho sản xuất. Tại xưởng Nhiệt Luyện của ĐHBKHN có thiết bị cho phép điều khiển quá trình thấm cacbon chính xác. Nếu hệ thống thiết bị đo được liên kết với máy tính sẽ giúp cho quá trình xử lý nhiệt được chính xác hơn, đạt hiệu quả cao hơn.
