Vừa qua, nhóm TraToMa của Trường Đại học Bách khoa (ĐHQG-HCM), trong đó có hai sinh viên đến từ chương trình Chất lượng cao, đã đạt giải “Mitsui Chemicals Award” tại Vòng Chung kết cuộc thi Tech Planter Vietnam 2021 với tổng giá trị giải thưởng lên đến 2.500 SGD.
Nhóm bốn sinh viên bao gồm Hoàng Đặng Ngọc Lâm (chương trình Chất lượng cao ngành Kỹ thuật Hóa học), Huỳnh Ngô Vũ (chương trình Chất lượng cao ngành Điện – Điện tử), Lê Xuân Chiến (chương trình Đại trà ngành Cơ khí) và Phan Đại Nghĩa (chương trình Đại trà ngành Kỹ thuật Cơ Điện tử) đã xuất sắc thắng lớn tại cuộc thi Tech Planter Vietnam 2021 với dự án “Tái chế rác thải nhựa để tạo sợi nhựa in 3D”.
Dưới sự dẫn dắt của ThS. Huỳnh Hữu Nghị (Trưởng Phòng Thí nghiệm CAD/ CAM, Khoa Cơ khí) và TS. Võ Thanh Hằng (Khoa Môi trường và Tài nguyên), nhóm TraToMa (thuộc câu lạc bộ Khởi nghiệp Xanh Bách khoa – BKGI của Trường Đại học Bách khoa) đã thu gom rác thải từ nhiều nguồn khác nhau, sau đó phân loại, thử nghiệm đặc tính nóng chảy, tạo sợi, cuối cùng sản xuất sợi nhựa 3D với chi phí tiết kiệm và chất lượng tốt hơn so với những loại sợi tương tự trên thị trường.
Khi được hỏi về ý tưởng dự án, nhóm TraToMa cho biết, tuy hiện nay chúng ta đã có nhiều giải pháp xử lý khác nhau nhưng số lượng rác thải nhựa được xử lý vẫn còn rất nhỏ. Điều đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng môi trường sống. Nhận thức được vấn đề này, mỗi thành viên đều ấp ủ ý tưởng về một dự án xanh.
Khi cùng nhau sinh hoạt trong câu lạc bộ BKGI, các thành viên của nhóm TraToMa đã gắn kết với nhau nhờ niềm say mê đặc biệt với máy in 3D. Cuối cùng, dưới sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Nghị và cô Hằng, cả nhóm đã phát triển thành công dự án này.
Trong quá trình thực hiện dự án, do tình hình dịch bệnh diễn biến phức tạp, nhóm không thể gặp mặt trực tiếp. Do đó, mọi hoạt động đều diễn ra dưới hình thức trực tuyến. Đồng thời, việc tìm kiếm nguồn vật liệu cần thiết cũng gặp phải rất nhiều khó khăn. Suốt những ngày giãn cách vừa qua, nhóm đã thay đổi nhân sự và điều chỉnh định hướng phát triển nhiều lần. Vì không thể trực tiếp chế tạo máy đùn trục vít đơn như dự định nên nhóm quyết định tham gia những cuộc thi trực tuyến nhằm trau dồi, học hỏi, tìm kiếm phản hồi từ những người có kinh nghiệm.
Để dự án chạy đúng tiến độ, nhóm trưởng Ngọc Lâm đã kịp thời nắm bắt thông tin, phân công công việc cụ thể và báo cáo kết quả đến thầy Nghị và cô Hằng một cách nhanh chóng. Trong khi đó, ba thành viên còn lại (Ngô Vũ, Xuân Chiến, Đại Nghĩa) luôn làm việc chăm chỉ và sẵn sàng hoàn thành mọi nhiệm vụ được giao.
Trong tương lai, dự án “Tái chế rác thải nhựa để tạo sợi nhựa in 3D” của nhóm TraToMa sẽ phát triển theo hai hướng:
Hướng thứ nhất là kinh doanh các sản phẩm in 3D từ những loại vật liệu có nguồn gốc sinh học. Mục tiêu của hướng đi này là bảo vệ môi trường và đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng (cụ thể ở đây là học sinh – thế hệ tương lai của đất nước). Bên cạnh sợi nhựa PLA, nhóm cũng đang tìm hiểu về một số loại nhựa có nguồn gốc sinh học khác.
Hướng thứ hai là cung cấp các vật liệu nhựa in 3D cho hoạt động sản xuất công nghiệp. Với hướng đi này, nhóm cần nghiên cứu sâu hơn về những loại nhựa dùng trong công nghiệp.
Nhóm TraToMa luôn cố gắng cắt giảm chất thải độc hại trong quá trình thực hiện dự án. Thông qua hoạt động tái chế rác thải, các thành viên hy vọng có thể góp phần nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của mọi người.
Với dự án “Tái chế rác thải nhựa để tạo sợi nhựa in 3D”, nhóm TraToMa đã tự thiết kế một máy đùn trục vít đơn. Theo thầy Huỳnh Hữu Nghị, nguyên lý hoạt động của chiếc máy này khá đơn giản. Ban đầu, vật liệu sẽ đi vào máy từ phễu cấp liệu, sau đó chúng chảy theo trọng lực từ phễu cấp liệu vào lòng xi-lanh (cylindre) của máy đùn.
Khi vật liệu chảy xuống lòng xi-lanh máy đùn, chúng nằm trong không gian hình khuyên giữa trục vít và xi-lanh của máy đùn, sau đó tiếp tục bị chặn bởi những cánh thụ động và chủ động của trục vít (kênh dẫn). Lúc này, xi-lanh là thành phần đứng yên và trục vít là thành phần quay. Kết quả là lực ma sát sẽ tác động lên vật liệu ở cả trên xi-lanh lẫn bề mặt vít. Các lực ma sát ấy sẽ đẩy vật liệu rắn (dưới điểm nóng chảy của chúng) về phía trước.
Lúc vật liệu di chuyển về phía trước, chúng sẽ nóng dần lên do nhiệt độ của quá trình ma sát cùng nhiệt độ của các bộ phận gia nhiệt của xi-lanh. Khi nhiệt độ vật liệu vượt quá điểm nóng chảy, một lớp vật liệu nóng chảy sẽ hình thành ở bề mặt xi-lanh. Đây chính là nơi kết thúc của vùng truyền tải vật liệu rắn, đồng thời là nơi bắt đầu vùng hóa dẻo.
Khi ra khỏi đầu khuôn, vật liệu mang hình dạng tương ứng với hình dạng mặt cắt ngang của phần cuối của kênh dẫn dòng chảy đầu khuôn. Khi đầu khuôn gây ra cản lực với dòng vật liệu, một áp lực sẽ rất cần thiết để đẩy vật liệu ra khỏi đầu khuôn. Đây chính là áp lực đầu khuôn. Áp lực đầu khuôn được xác định bởi hình dạng đầu khuôn (nhất là kênh dẫn), nhiệt độ vật liệu nóng chảy, tốc độ dòng chảy qua đầu khuôn và những tính chất lưu biến của vật liệu nóng chảy.
Nguồn: OISP
