1. Giới thiệu chung và Sứ mệnh
Phòng thí nghiệm (PTN) Công nghệ Tạo hình và Xử lý Vật liệu được chính thức thành lập vào năm 2018, là một đơn vị học thuật và nghiên cứu nòng cốt của Khoa Cơ khí. PTN ra đời với sứ mệnh kép: vừa là nền tảng thực hành, thực nghiệm quan trọng phục vụ công tác đào tạo, vừa là trung tâm nghiên cứu chuyên sâu về các quy trình công nghệ vật liệu tiên tiến.
Chúng tôi tập trung vào bốn lĩnh vực trụ cột, vốn là nền tảng của ngành kỹ thuật chế tạo cơ khí:
- Công nghệ Đúc (Casting Technology)
- Công nghệ Hàn (Welding Technology)
- Công nghệ Gia công áp lực (Metal Forming Technology)
- Công nghệ Xử lý Vật liệu (Material Processing Technology)
Mục tiêu trọng tâm của PTN là giải mã và làm chủ mối quan hệ “Quy trình – Cấu trúc – Tính chất”. Chúng tôi không chỉ nghiên cứu các phương pháp chế tạo (đúc, hàn, gia công áp lực) mà còn đi sâu vào phân tích sự thay đổi bên trong vật liệu. PTN tập trung làm rõ cách thức mà các thông số công nghệ ảnh hưởng đến tổ chức tế vi (microstructure) và các tính chất cơ-lý (cơ tính, lý tính). Từ đó, chúng tôi có thể dự đoán, kiểm soát và tối ưu hóa chất lượng của sản phẩm cơ khí cuối cùng.
2. Chức năng và Vai trò trong Đào tạo
PTN Tạo hình và Xử lý Vật liệu đóng vai trò then chốt trong việc xây dựng một cầu nối vững chắc giữa lý thuyết hàn lâm và kỹ năng thực hành cho kỹ sư. Hiện tại, PTN đang phục vụ một khối lượng đào tạo rất lớn, với khoảng 800 đến 1000 sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí tham gia các môn học liên quan mỗi năm.
Các môn học này thuộc chương trình đào tạo bậc Đại học, bao gồm cả hệ Chính quy, chương trình Kỹ sư Tài năng (KSTN), Kỹ sư Chất lượng cao (KS CLC) và hệ Vừa làm vừa học.
Hiện trạng và Lộ trình phát triển Đào tạo:
- Giai đoạn 1 (Hiện tại): Do những hạn chế ban đầu về cơ sở vật chất và thiết bị thí nghiệm chuyên dụng, PTN đang tập trung nguồn lực để vận hành hiệu quả các bài thí nghiệm cho môn học “Vật liệu học và xử lý” (mã MH 20182). Đây là môn học nền tảng, cung cấp cho sinh viên kiến thức cốt lõi về cấu trúc và tính chất vật liệu.
- Lộ trình phát triển (Giai đoạn 2): Nắm bắt yêu cầu của chương trình đào tạo mới (khung 140 tín chỉ), Khoa và PTN đã vạch ra một lộ trình phát triển rõ ràng. Mục tiêu trước mắt là tiến hành tổ chức các bài thí nghiệm cho môn “Kỹ thuật chế tạo 1”. Song song đó, PTN đang trong quá trình nghiên cứu, xây dựng và hoàn thiện các bài thí nghiệm chuyên sâu cho khối môn học tự chọn, bao gồm:
- Kỹ thuật hàn
- Kỹ thuật cán kim loại
- Kỹ thuật Đúc kim loại
- Kỹ thuật biến dạng tạo hình kim loại
- Kỹ thuật tạo hình tấm
- Các phương pháp tạo dáng
- Thách thức ở bậc Sau Đại học: Một trong những trăn trở lớn của chúng tôi là việc nâng cao chất lượng đào tạo sau đại học. Hiện tại, các môn học quan trọng của chương trình Cao học như “Mô phỏng quá trình tạo hình” và “Lý thuyết biến dạng” vẫn tập trung chủ yếu vào phần lý thuyết. Nguyên nhân là do PTN chưa được trang bị các thiết bị thí nghiệm chuyên dụng (như máy ép vạn năng công suất lớn, hệ thống đo lường biến dạng…) cũng như mặt bằng cần thiết để bố trí. Việc đầu tư và phát triển cơ sở vật chất cho nghiên cứu sau đại học là mục tiêu chiến lược hàng đầu của PTN trong thời gian tới.
3. Các định hướng Nghiên cứu Khoa học (NCKH)
Song song với nhiệm vụ đào tạo, PTN Tạo hình và Xử lý Vật liệu xác định các hướng nghiên cứu trọng tâm, đón đầu xu thế công nghệ và nhu cầu thực tiễn của ngành công nghiệp chế tạo. Các định hướng NCKH của chúng tôi bao gồm:
3.1. Nhóm Công nghệ Chế tạo Tiên tiến:
- Nghiên cứu và phát triển các công nghệ hàn kỹ thuật cao, tập trung vào hàn hồ quang, hàn plasma, hàn siêu âm và đặc biệt là hàn ma sát (friction welding).
- Tối ưu hóa công nghệ đúc kỹ thuật cao, nghiên cứu các phương pháp đúc chính xác và các giải pháp can thiệp, kiểm soát quá trình kết tinh vật liệu đúc nhằm nâng cao cơ tính và giảm thiểu khuyết tật.
- Nghiên cứu công nghệ rèn chính xác (precision forging) và các công nghệ tạo hình tấm tiên tiến (advanced sheet forming) cho các vật liệu nhẹ, bền.
3.2. Nhóm Khoa học Vật liệu Ứng dụng:
- Phân tích cơ chế biến dạng của vật liệu dưới tác động của tải trọng phức hợp, đặc biệt là tải trọng theo hai phương (biaxial loading). Đây là hướng nghiên cứu cơ bản, mang tính học thuật cao, phục vụ cho việc mô phỏng chính xác các quá trình tạo hình tấm.
- Nghiên cứu và chế tạo vật liệu composite, bao gồm cả composite nền polymer và composite nền kim loại (MMCs).
- Phát triển và ứng dụng vật liệu thiêu kết (powder metallurgy).
3.3. Nhóm Tự động hóa và Chuyển đổi số:
- Nghiên cứu các giải pháp tự động hóa cho các quy trình chế tạo truyền thống như hàn, đúc và gia công biến dạng.
- Ứng dụng các công nghệ của Công nghiệp 4.0, cụ thể là Trí tuệ Nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoTs), vào việc giám sát, tối ưu hóa và kiểm soát chất lượng các quá trình chế tạo vật liệu.
4. Cơ sở vật chất và Trang thiết bị
Để phục vụ cho các chức năng đào tạo và nghiên cứu hiện tại, PTN được trang bị một hệ thống các thiết bị cơ bản, tập trung chủ yếu vào khâu chuẩn bị mẫu, nhiệt luyện và phân tích, đánh giá vật liệu.
4.1. Nhóm thiết bị Nhiệt luyện và Chuẩn bị mẫu:
- Lò nung điện trở: 02 lò, có khả năng gia nhiệt đến 900°C và 1000°C, phục vụ thí nghiệm nhiệt luyện, ủ, thường hóa và tôi thép.
- Máy đánh bóng mẫu: Bao gồm 2 đĩa, cho phép thực hiện quy trình mài thô (giấy nhám) và đánh bóng tinh (vải) để chuẩn bị mẫu cho phân tích tế vi.
- Máy đánh bóng điện phân: Thiết bị chuyên dụng cho phép đánh bóng mẫu bằng phương pháp điện hóa, hỗ trợ áp 0–30V, dòng 0–10A và có khả năng lập trình.
4.2. Nhóm thiết bị Phân tích và Đo lường:
- Kính hiển vi quang học (02 thiết bị): Cho phép quan sát và phân tích cấu trúc tế vi của vật liệu với độ phóng đại tối đa 1000x.
- Máy đo độ cứng Rockwell: Đo độ cứng theo 3 thang đo tiêu chuẩn HRA, HRB, HRC.
- Máy đo độ cứng Vicker & Brinell: Đo độ cứng theo các thang đo HB và HV. (Ghi chú: Nguồn ghi nhầm HR, đã hiệu đính).
- Máy đo độ nhám bề mặt: (Thông tin từ ảnh, không có trong bảng ).
- Súng đo nhiệt độ không tiếp xúc: Đo nhiệt độ bề mặt từ 0°C đến 1000°C.
4.3. Nhóm thiết bị Thí nghiệm Cơ tính và Chuyên dụng:
- Máy uốn đa năng: Phục vụ thí nghiệm uốn cơ bản với bán kính uốn 80mm.
- Thiết bị đo đặc tính dòng hàn: Hỗ trợ đo lường và phân tích dòng hàn trong phạm vi 0–100A.
5. Quản lý và Hợp tác
5.1. Cán bộ phụ trách:
- Trưởng phòng thí nghiệm: TS. Nguyễn Hải Đăng
- Chuyên môn chính, định hướng nghiên cứu: Xử lý bề mặt vật liệu; Ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến cơ tính vật liệu; Vật liệu composite.
- Các môn giảng dạy: Kỹ thuật chế tạo 1, Vật liệu học và xử lý, Thực tập cơ khí đại cương 1.
5.2. Đối tác và Hợp tác: PTN Tạo hình và Xử lý Vật liệu chủ trương mở rộng hợp tác NCKH và chuyển giao công nghệ với các doanh nghiệp. Các đối tác tiêu biểu hiện tại bao gồm:
- Công ty TNHH Vietsonic
- Công ty Công nghệ Hồ Quang
6. Thông tin Liên hệ:
Mọi chi tiết về hợp tác đào tạo, nghiên cứu khoa học hoặc chuyển giao công nghệ, vui lòng liên hệ:
- Phụ trách: TS. Nguyễn Hải Đăng
- Email: nhdang@hcmut.edu.vn
- Điện thoại: 0968083708
