Nhằm nâng cao năng suất và chất lượng bề mặt gia công trong gia công bằng xung định hình(EDM), cụ thể: nâng cao cơ tính lớp vật liệu bề mặt gia công; giảm độ nhám bề mặt, kích thước nứt tế vi bề mặt; tăng năng suất bóc tách vật liệu, nhóm đề tài Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội do TS. Nguyễn Hữu Phấn làm chủ nhiệm đã đề xuất và được giao thực hiện đề tài: “Tối ưu hóa các thông số công nghệ của phương pháp xung định hình với bột titan trộn trong dung dịch điện môi khi gia công thép làm khuôn bằng phương pháp Topsis - Taguchi”.

Nội dung và phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm: 

+ Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số vật liệu phôi, vật liệu điện cực, nồng độ bột, thời gian phát xung, thời gian ngừng phát xung, cường độ dòng điện và sự phân cực điện cực đến các chỉ tiêu: năng suất gia công, lượng mòn điện cực, nhấp nhô bề mặt, độ cứng tế vi bề mặt, sự thay đổi lớp bề mặt gia công. Từ đó xác định được sự ảnh hưởng của bột đến hiệu quả gia công bằng EDM.

+ Phương pháp Taguchi được sử dụng để thiết kế qui hoạch thực nghiệm và phân tích ảnh hưởng tương quan giữa thông số đầu vào và đầu ra. Từ đó tìm ra được các bộ thông số công nghệ hợp lý hoặc tối ưu.

+ Nghiên cứu tối ưu hóa đồng thời năng suất gia công, mòn điện cực, nhám bề mặt và độ cứng tế vi để đánh giá hiệu quả của bột Ti trong dung dịch điện môi đến quá trình xung định hình.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài thu được những kết quả như sau:

1. Đã nghiên cứu khảo sát về EDM:

- Nghiên cứu ứng dụng nhiều kỹ thuật tối ưu đa mục tiêu để giải bài toán tối ưu trong EDM.

- Nghiên cứu xác định bộ thông số tối ưu trên máy EDM khi gia công thép làm khuôn (SKD11 và SKD61).

2. Nghiên cứu tối ưu hóa các thông số công nghệ trong xung định hình với trộn bột titan vào dung dịch điện môi(PMEDM):

-  Nâng cao năng suất bóc tách vật liệu.

- Nâng cao chất lượng bề mặt gia công: Độ nhám bề mặt giảm, độ cứng lớp bề mặt tăng, cải thiện topography bề mặt, giảm kích thước vết nứt tế vi.

- Đã sử dụng kỹ thuật tính toán hợp lý Taguchi - Topsis để tối ưu hóa đa mục tiêu trong PMEDM.

- Nghiên cứu phân tích một số kỹ thuật tối ưu đa mục tiêu nhằm đưa ra kết quả bài toán đa mục tiêu là tốt nhất.

3.  Nghiên cứu tích hợp rung động với phôi để cải thiện hiệu quả gia công của EDM và PMEDM.

Bước đầu đề tài đã nghiên cứu mở rộng giải pháp mới hiện nay: Tích hợp rung động với phôi để cải thiện hiệu quả gia công của EDM và PMEDM. Kết quả là rất tích cực và là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo.

Các kết quả của đề tài đã góp phần làm sáng tỏ đặc trưng gia công của EDM và PMEDM, đồng thời bước đầu chứng minh được sự hiệu của của giải pháp tích hợp rung động vào phôi trong EDM và EDM. Tuy nhiên, cần thiết phải có những nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo để làm rõ cơ chế của phương pháp này. Kết quả nghiên cứu cũng đã cho thấy hiệu quả của bột Titan trộn với dung dịch điện môi đến năng suất và chất lượng bề của sản phẩm sau EDM, mở ra hướng nghiên cứu mới về cải thiện lớp bề mặt khuôn mẫu bằng EDM.

Nhóm đề tài cũng đề xuất các hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực này sẽ là tích hợp rung động vào EDM và PMEDM và cải thiện bề mặt khuôn mẫu thông qua công nghệ phủ bằng EDM và PMEDM.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18261/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)