Bài tập 2: Vai trò của vật liệu cơ khí trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

Nhóm 6<br /> <br /> Nguyễn Minh Khang 12144048<br /> <br /> Nguyễn Hồng Nhiên 12144079<br /> <br /> Nguyễn Thanh Phong 12144080<br /> <br /> Vũ Đại Hưng 12144044<br /> <br /> Phạm Chí Trung 12144126<br /> <br /> Trần Ngọc Duy 12144019<br /> <br /> Nguyễn Thành Thi 12144110<br /> <br /> Lê Lý Bảo Trọng 12144125<br /> <br /> <br /> <br /> Bài tập 2<br /> <br /> VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH CNH­HĐH ĐẤT NƯỚC<br /> <br /> <br /> <br />  Trong quá trình CNH­HĐH đất nước, vât liệu cơ  khí trong ngành Công nghiệp có vai trò <br /> hết sức quan trọng trong việc giúp các ngành công nghiệp chính phát triển bền vững, tạo  <br /> điều kiện để các doanh nghiệp sản xuất hỗ trợ được tiếp cận các hướng dẫn kỹ thuật, thiết <br /> kế sản phẩm của doanh nghiệp sản xuất lắp ráp chính, giúp doanh nghiệp không nhất thiết  <br /> phải đầu tư  vào sản xuất từ A đến Z mà vẫn có thể  tổ  chức sản xuất các sản phẩm công  <br /> nghiệp có chất lượng cao cũng như tạo điều kiện thuận lợi để thu hút đầu tư nước ngoài.<br /> <br />  Vật liệu cơ khí là nguyên liệu để  sản suất ra các máy móc, trang thiết  bị cho các ngành  <br /> công nghiệp phục vụ cho sự nghiệp CNH­HĐH đất nước. Tiêu biểu: <br /> 1. Các máy móc, thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp quan trọng (có tổng doanh thu nhiều <br /> tỷ USD): công nghiệp hóa (khai thác dầu khí và lọc dầu, giấy, phân bón), khai thác mỏ, năng  <br /> lượng (nhiệt điện, thủy điện, sản xuất và truyền tải điện, máy và trạm biến áp, năng lượng <br /> tái tạo, năng lượng sinh học, pin nhiên liệu, các loại thiết bị  điện kỹ  thuật cao, hệ  thống  <br /> quản lý năng lượng theo ISO 50001), dệt may, giày dép, nhựa và cao su, phương tiện giao  <br /> thông dân dụng và quân sự (tàu thủy, ô tô, xe máy, xe điện, xe lai, các loại động cơ, hộp số),  <br /> điện tử ­ máy tính ­ công nghệ thông tin ­ viễn thông ­ thiết bị di động.<br /> 2. Các máy móc, thiết bị, dụng cụ, phụ tùng phục vụ  khai thác và chế  biến sản phẩm nông <br /> nghiệp (nông sản, thực phẩm, thủy sản, đồ gỗ ...).<br /> 3. Các hệ  thống sản xuất tích hợp nhờ  máy tính, thiết bị  di động và Internet, bao gồm các <br /> thành phần: thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển (số, thích nghi, phân tán, ...), robot, máy <br /> công cụ/ máy công nghiệp CNC, hệ thống vận chuyển và lưu kho tự động, hệ  thống thông <br /> tin quản lý, hệ  thống CAD/CAM/CAE (mô hình hóa và mô phỏng), mạng máy tính liên kết  <br /> với các siêu máy tính hiệu năng cao, các thiết bị không dây (Wifi, Bluetooth, RFID, NFC, ...).<br /> 4. Các máy móc, thiết bị, hệ thống kỹ thuật phục vụ các khoa học đời sống: y tế, chăm sóc  <br /> sức khỏe, thiết bị y sinh (chẩn đoán, điều trị, hỗ trợ con người), các sản phẩm nhân tạo thay  <br /> thế  một số  bộ  phận của con người; thiết bị dược và Pharma 3.0; sinh học; an toàn và môi <br /> trường.<br /> 5. Các dịch vụ  thiết kế  (kỹ  thuật và công nghiệp), CNC hóa máy công cụ  và máy công <br /> nghiệp, đo lường, giám sát, kiểm định, bảo trì (phòng ngừa và giám sát tình trạng) phục vụ <br /> cho dân dụng, công nghiệp, nông nghiệp, an ninh và quốc phòng.<br /> 6. Vật liệu cơ  khí là nguyên liệu để  chế  tạo ra các sản phẩm, dụng cụ, phụ  tùng, chi tiết  <br /> thuộc các công nghiệp hỗ trợ: sản phẩm đúc, rèn, dập, hàn kỹ  thuật cao; các loại khuôn kỹ <br /> thuật có độ  chính xác và độ  tin cậy cao (cho sản phẩm cơ khí, nhựa, ...); các chi tiết chính <br /> xác (vi gia công), các loại vi mạch và chip chuyên dụng,  ...<br /> <br /> <br />  Cơ khí tạo ra các máy và các phương tiện thay lao động thủ công thành lao động bằng máy <br /> và tạo năng suất cao . Cơ khí giúp cho lao động và sinh hoạt của con người trở nên nhẹ <br /> nhàng và thú vị hơn. Nhờ có cơ khí, tầm nhìn của con người được mở rộng, con người có <br /> thể chiếm lĩnh được không gian và thời gian<br />   Cơ khí có vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, máy và công cụ cho mọi <br /> ngành trong nền kinh tế quốc dân, tạo điều kiện để các ngành khác phát triển tốt hơn.<br /> Khoa học và công nghệ (KH&CN) cơ khí chế tạo của thế giới trong thế kỷ XX đã có những <br /> bước phát triển vượt bậc nhờ ứng dụng các công nghệ hiện đại như: Công nghệ thông tin, <br /> vật liệu nano, tự động hoá... Trong kinh tế, ngành công nghiệp cơ khí chế tạo vẫn đóng vai <br /> trò chủ đạo, góp phần làm thay đổi diện mạo thế giới,với trên 20 triệu doanh nghiệp đang <br /> hoạt động trên các châu lục, chiếm tới 28% số lượng việc làm và đóng góp 25% giá trị tổng <br /> sản phẩm của thế giới. Bài viết này, tác giả giới thiệu một số thành tựu công nghệ cơ khí <br /> chế tạo thế giới trong thế kỷ XX và xu hướng phát triển đến năm 2030.<br /> Công nghệ gia công chế tạo:Sự đổi mới liên tục của CAD/CAM đã giúp cho các nhà chế tạo <br /> tiết kiệm về tài chính, thời gian, nguồn lực.<br /> <br /> ­ Vật liệu chế tạo:Trong ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, có 3 nhóm vật liệu có tính <br /> truyền thống, đó là vật liệu kim loại, vật liệu hữu cơ polyme và vật liệu vô cơ <br /> ceramic. Một loại vật liệu mới khác ­ vật liệu compozit đang được ưu tiên phát triển. <br /> Compozit chính là sự kết hợp nhân tạo của hai hoặc ba loại vật liệu cơ bản nói trên <br /> <br /> ­   Vật liệu kim loại, trước hết là thép, vẫn giữ vai trò then chốt trong ngành công <br /> nghiệp chế tạo. Trong những thập kỷ gần đây công nghệ vật liệu đang đi vào nghiên <br /> cứu và sử dụng các loại thép có chất lượng cao như thép hợp kim thấp độ bền cao, <br /> thép hợp kim hoá vi lượng, thép nitơ, thép kết cấu siêu bền. Bên cạnh đó, nhôm cũng <br /> đóng vai trò không nhỏ trong ngành công nghiệp chế tạo. Hợp kim nhôm có độ bền <br /> cao, chống ăn mòn tốt, đã trở thành loại vật liệu thích hợp trong ngành công nghiệp <br /> chế tạo ô tô, máy bay, tàu thuỷ.<br /> <br /> ­ Vật liệu polyme, có nhiều ưu điểm như tính dẻo cao, tính ổn định hoá học cao trong <br /> nhiều môi trường cùng với khả năng dễ tạo hình và gia công nếu có, phạm vi ứng <br /> dụng rộng. Tuy nhiên, polyme là vật liệu kết cấu nên có những hạn chế vì độ bền <br /> chưa cao, khả năng chịu nhiệt thấp, tuổi thọ ngắn.<br /> <br /> ­  Vật liệu gốm thường, chỉ sử dụng giới hạn trong nhóm vật liệu chịu lửa, vật liệu cắt <br /> gọt nhưng hiện người ta đang phát triển vật liệu gốm kết cấu. Các loại động cơ chế <br /> tạo từ gốm kết cấu hệ cacbit đã được nghiên cứu chế thử và mở ra kỷ nguyên mới <br /> cho việc sử dụng động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro có hiệu quả cao, không gây ô <br /> nhiễm môi trường. Gốm thuỷ tinh cũng là một loại gốm kết cấu đầy tiềm năng. <br /> <br /> ­  Vật liệu compozit, về thực chất là một kiểu lai, giữa hai hoặc nhiều loại vật liệu, sao <br /> cho tính chất của chúng bổ sung cho nhau. Đối với compozit kết cấu thì yêu cầu về <br /> độ bền cao, tính dẻo tốt là những yêu cầu hàng đầu. Việc kiểm soát được quá trình <br /> xảy ra khi chế tạo compozit có tầm quan trọng đặc biệt để phát triển loại vật liệu <br /> này.<br /> <br />   Vai trò của khoa học vật liệu cũng không hề thay đổi ở kỷ nguyên thông tin ngày <br /> nay, nếu không chế tạo được vật liệu silic có độ tinh khiết đến 99,99999% thì sẽ <br /> không có chip máy tính, điện thoại tế bào hoặc mạng cáp quang. Những thập kỷ vừa <br />  qua, ngành hoá vô cơ đã điều chế được vô số kim loại, hợp kim và gốm, giúp máy <br /> bay có thể bay cao hơn và nhanh hơn, giúp ôtô trở nên nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên <br /> liệu hơn...<br /> <br />   Ngày nay, một lần nữa khoa học vật liệu lại đang chuẩn bị biến đổi thế giới. Không thoả <br /> mãn với những nguyên vật liệu khai thác được trong lòng đất, các nhà nghiên cứu đang lao <br /> vào khám phá và tạo ra các cấu trúc hoàn toàn mới.<br /> <br />  Kỷ nguyên này sẽ ra đời những loại vật liệu mà ngay cả tạo hoá cũng phải ghen tỵ. Đó sẽ <br /> là những chất phun phủ có chứa những hạt gốm vô cùng nhỏ, giúp vật liệu có khả năng <br /> chống mài mòn, những dược phẩm và chất dẻo mới, là những pin sắt ­ polyme có điện <br /> lượng lớn gấp đôi so với những loại pin chúng ta dùng hiện nay. Có thể, chúng ta sẽ có được <br /> những tấm kim loại ­ compozit để làm vỏ ôtô có khả năng phục hồi lại hình dáng cũ sau khi <br /> bị biến dạng bởi những cú va đập. Sẽ ra đời những vật liệu compozit nhẹ và dai để tăng <br /> công suất của động cơ phản lực. Sẽ xuất hiện những vật liệu thông minh, mô phỏng các hệ <br /> thống sinh học, có khả năng thích ứng với điều kiện môi trường, bù đắp lượng hao mòn và <br /> cảnh báo khi sắp có sự cố. Với kỹ thuật và công nghệ nano, hầu hết các vật liệu mà ta <br /> muốn có đều có thể sản xuất ra được ­ đây là nhận định của W. Lance Haworth, chuyên gia <br /> điều hành hoạt động nghiên cứu vật liệu  của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF).<br /> <br />      Những nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Anh, Pháp đã có những công trình nghiên <br /> cứu và đã tạo ra được những vật liệu nano ứng dụng vào trong ngành cơ khí chế tạo để chế <br /> tạo ra các loại rôbôt mini, các dụng cụ y sinh phục vụ công việc chữa bệnh. Các vật liệu <br /> nano khác được sử dụng trong việc chế tạo các loại máy chính xác, máy siêu chính xác, trong <br /> ngành hàng không vũ trụ, trong công nghiệp quốc phòng, trong công nghệ khám phá và khai <br /> thác tài nguyên biển và đại dương.<br />