tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu KHẢ NĂNG tái sử DỤNG hạt mài SUPREME GARNET SAU KHI GIA CÔNG BẰNG TIA nước có hạt mài

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******
BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SỬ DỤNG HẠT MÀI
SUPREME GARNET SAU KHI GIA CÔNG BẰNG TIA
NƯỚC CÓ HẠT MÀI
Học Viên: Vũ Hồng Khiêm
Lớp: CHK12 CTM
Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS. Vũ Ngọc Pi


THÁI NGUYÊN - 2011
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******
BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG TÁI SỬ DỤNG HẠT MÀI
SUPREME GARNET SAU KHI GIA CÔNG BẰNG TIA
NƯỚC CÓ HẠT MÀI
Học Viên: Vũ Hồng Khiêm
Lớp: CHK12 CTM
Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS. Vũ Ngọc Pi
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN


PGS.TS. Vũ Ngọc Pi Vũ Hồng Khiêm

THÁI NGUYÊN - 2011
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật gắn liền với sự ra đời của
các vật liệu mới mà chúng có các ưu điểm nổi bật như độ bền, độ
cứng cao, khả năng chịu nhiệt, chịu mài mòn tốt vv… Tuy nhiên, các
đặc điểm này của vật liệu mới cũng làm cho chúng trở nên rất khó
hoặc thậm chí không thể gia công khi sử dụng các phương pháp gia
công truyền thống. Vì vậy, song song với việc nghiên cứu nâng cao
hiệu quả gia công của các phương pháp gia công truyền thống, cần
thiết phải nghiên cứu để tìm ra các phương pháp gia công có cơ chế
mới cũng như hoàn thiện các phương pháp gia công có cơ chế mới
(gia công bằng tia nước có hạt mài, gia công bằng la de, mài điện hoá
…) để gia công có hiệu quả các vật liệu khó gia công.
Từ những lý do nêu trên, việc nghiên cứu “Tái chế hạt mài
Supreme garnet trong gia công bằng tia nước có hạt mài” là rất
cần thiết và cấp bách.
2. Ý nghĩa của đề tài
2.1. Ý nghĩa khoa học
- Đóng góp và hoàn thiện lý thuyết về tái chế hạt mài;
- Nâng cao hiệu quả của gia công bằng tia nước có hạt mài.
2.2. Ý nghĩa thực tiễn
Các kết quả nghiên cứu sẽ áp dụng để tái chế hạt mài Supreme
Garnet (có nguồn gốc Ấn độ - là một trong những hạt mài được dùng
nhiều trong gia công bằng tia nước có hạt mài); Từ đó nâng cao hiệu
quả của gia công bằng tia nước có hạt mài sử dụng hạt mài Supreme
garnet.
-1-
CHƯƠNG 1
Giới thiệu
Cắt bằng tia nước là một công cụ có khả năng cắt kim loại

hay các vật liệu khác bằng cách sử dụng một tia nước có áp suất rất
cao và tốc độ lớn. Nó có thể cắt được kim loại, bê tông, đá, hay các
vật cứng khác.
Chương này sẽ giới thiệu về lịch sử gia công bằng tia nước,
các thiết bị chủ yếu của hệ thống AWJ , tham số quá trình và ưu
nhược điểm của nó.
1. Lịch sử phát triển
Năm 1950, Norman Franz một kỹ sư lâm nghiệp đã có mong
muốn tìm ra một phương pháp mới để cắt cây gỗ thành từng khúc.
Ông được xem như cha đẻ của hệ thống máy cắt bằng tia nước.
Dr.Franz phát hiện ra là hoàn toàn có thể cắt gỗ và vật liệu
khác bằng tia nước áp suất cao. Cho dù Dr.Franz chưa làm được một
cái máy cắt gỗ như mong muốn nhưng nghiên cứu của ông đã đặt
nền móng cho phương pháp gia công bằng tia nước và được hãng
Flow International nghiên cứu phát triển hệ thống cắt tia nước sau
này.
Năm 1965 thiết bị làm sạch bề mặt thép cán bằng tia nước
với áp suất 200 bar được sản xuất đầu tiên tại Đức.
Năm 1968 các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công một
thiết bị cắt bằng tia nước có áp suất đạt 700 bar.
Năm1970 tập đoàn Flow (Mỹ) đã phát minh một mẫu bơm
khuếch đại áp suất có tính ứng dụng cao cho máy cắt tia nước.
-2-
Dr. Mohamed Hashish, được coi như người khai sinh ra hệ
thống máy cắt tia nước dùng hạt mài. Năm 1980, hệ thống cắt tia
nước có hạt mài đầu tiên được dùng để cắt thép, kính và bê tông.
Năm 1983, Flow cung cấp cho thị trường chiếc máy cắt tia nước có
hạt mài đầu tiên cho việc cắt gương ôtô.
Ngành công nghiệp hàng không và vũ trụ đã giúp cho công
nghệ tia nước áp suất cao phát triển mạnh mẽ.

Tuy nhiên mãi đến năm 1986, Công nghệ UHP được nghiên
cứu để mở rộng những ứng dụng của nó.
Năm 1989-1990, tia nước áp suất cao bắt đầu được ứng dụng
để cắt thép và bê tông dưới biển ở độ sâu đến 400m.
Năm 1991, trung tâm thí nghiệm Geesthacht đã thực hiện
khoan thép không rỉ ở độ sâu 600m.
Năm 1994, người Đức đã đăng ký bản quyền về ứng dụng cắt
và làm sạch bằng tia nước áp suất cao trong y học.
Năm 2002, công ty Flow phát triển hệ thống cắt Dynamic
Waterjet cho phép cắt vật liệu nhanh hơn, không để lại gờ sau khi
cắt, kết quả này đã mở rộng khả năng cho các ứng dụng cắt bằng tia
nước rộng rãi hơn. Các vật liệu cố thể cắt bằng phương pháp này như
thép không rỉ, titan, ceramic, hợp kim nhôm, vật liệu tổng hợp cho
dụng cụ thể thao, sợi và nhựa sử dụng cho nội thất ôtô…Công nghệ
cắt bằng tia nước áp suất cao tiếp tục được phát triển.
1.2. Hệ thống công nghệ
Công nghệ gia công bằng tia nước ASC gồm 2 loại đó là cắt
bằng tia nước (pure waterjet) và cắt bằng tia nước có hạt mài
(abrasive waterjet- AWJ).
-3-

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống gia công bằng tia nước có hạt
mài
Một hệ thống AWJ thông thường gồm 7 thành phần chính:
1.2.1. Hệ thống cấp nước
1.2.2. Cụm bơm khuếch đại áp.
1.2.3. Đường ống cao áp
1.2.4. Đầu cắt
1.2.5. Hệ thống cấp hạt mài
1.2.6. Hệ thống điều khiển chuyển động

1.2.7. Bể chứa nước và dập năng lượng
1.3. Các tham số quá trình
Có rất nhiều tham số liên quan đến quá trình gia công AWJ, các
tham số này có thể chia thành hai nhóm gồm thông số quá trình và
các thông số mục tiêu [6]
Các thông số quá trình gồm có :
⋅ Thông số thuỷ lực gồm áp suất nước và đường kính vòi tăng
tốc.
⋅ Thông số trộn bao gồm đường kính và chiều dài vòi phun.
⋅ Thông số hạt mài gồm vật liệu hạt mài, kích thước, hình
dạng hạt mài và lưu lượng hạt mài.
-4-
⋅ Thông số cắt gồm khoảng cách từ vòi phun đến chi tiết gia
công, góc tác động và tốc độ cắt.
Các thông số mục tiêu gồm:
⋅ Vật liệu gia công.
⋅ Chiều sâu cắt.
⋅ Chất lượng cắt.
⋅ Khả năng công nghệ của quá trình gia công:
⋅ Chiều rộng vết cắt điển hình là 0,76 mm và lớn hơn.
⋅ Tầm ảnh hưởng của dòng tia lên đến 200mm đối với vật liệu
cứng. Áp suất hạ xuống sau 25mm.
1.4. Ưu nhược điểm của gia công bằng tia nước hạt mài
Gia công bằng tia nước có hạt mài có một số ưu điểm sau.
- Cắt được hầu như mọi vật liệu có độ bền cao… mà phương
pháp gia công truyền thống khó hoặc không thể gia công được.
- Cắt được các biên dạng phức tạp ở các hướng
- Tia nước có khả năng cắt qua những vật liệu bất thường,
không dẫn điện mà máy tia lửa điện EDM không thể gia công được.
- Có thể cắt các chi tiết dạng lưới.

- Quá trình cắt không tạo ra nhiệt do
- An toàn cho người và môi trường.
- Dụng cụ cắt rất đơn giản (chỉ có một vòi phun).
- Cắt được ở dưới nước
- Lực cắt rất nhỏ
- Quá trình cắt có thể hoàn toàn tự động.
Một số nhược điểm như.
- Lượng hạt mài lớn. Giá thành gia công cao
-5-
- Do ảnh hưởng của tia nước nên khi cắt làm cho bề mặt bị
côn
- Chất lượng cắt không phải lúc nào cũng đáp ứng được yêu
cầu và ổn định. Do tia nước bị lệch khi đi vào vùng cắt
- Cắt bằng tia nước hạt mài việc xử lý lượng chất thải sinh ra
lớn hơn rất nhiều.
1.5. Kết luận chương 1
Công nghệ tia nước ASC từ khi ra đời đã không ngừng được
nghiên cứu, phát triển và ứng dụng ngày càng nhiều trong công
nghiệp. Việc tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện cho phương pháp gia
công này là rất cần thiết.
Hạt mài trộn vào tia nước với mục đích làm tăng khả năng cắt của
tia nước ASC.
Tia nước ASC thuần và tia nước ASC có trộn hạt mài được ứng
dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ
và y học.
Mặc dù phương pháp gia công này đã được áp dụng rất rộng rãi
đặc biệt là trong gia công cắt gọt. Tuy nhiên, gia công bằng tia nước
có hạt mài vẫn còn có một số hạn chế riêng của nó.
Ở Việt Nam công nghệ tia nước ASC đã được nghiên cứu nhưng
chưa nhiều.

-6-
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
Công nghệ cắt bằng tia nước áp suất cao (ASC) có 2 loại là
cắt bằng tia nước áp suất cao (Pure waterjet - WJ) và cắt bằng tia
nước có trộn hạt mài (Abrasive waterjet - AWJ).
Chương này sẽ đi tìm hiểu quá trình cắt của tia nước có hạt
mài, sự vỡ của hạt mài trong quá trình cắt và thực trạng nghiên cứu
về tái chế hạt mài.
2.1. Hạt mài sử dụng trong AWJ
Có rất nhiều loại hạt mài được sử dụng trong công nghệ AWJ,
chúng được chia làm 2 nhóm cơ bản:
• Nhóm hạt mài tự nhiên
• Nhóm hạt mài nhân tạo
Đặc điểm chung của hạt mài sử dụng trong công nghệ AWJ
Độ cứng
Độ cứng của hạt mài được xác định theo độ cứng vicker hoặc
độ cứng Mohs. Hiện nay trong công nghệ cắt bằng tia nước thường
dùng hạt mài có độ cứng (6.5 - 7.5)Mohs.
• Hình dạng hình học của hạt mài
Nhiều góc cạnh  Gần như có góc  gần ô van  Ô van  Tròn

Hình 2.1. Hình ảnh 3D các loại hạt mài thường gặp [18]
• Phân bố kích thước của hạt mài
Tất cả các hạt mài được phân loại theo cấp độ kích thước.
-7-
2.2. Thực trạng nghiên cứu về sự vỡ của hạt mài trong quá
trình cắt
Trong quá trình gia công bằng tia nước trộn hạt mài, quá trình
vỡ của hạt mài xảy ra ở hai giai đoạn: Giai đoạn thứ nhất, xảy ra

trong quá trình trộn . Giai đoạn thứ hai xẩy ra trong quá trình cắt.
Các ảnh hưởng đến quá trình vỡ của hạt mài bao gồm: cấu tạo
buồng trộn, chiều dài ống hội tụ, vật liệu gia công, chiều dày vật liệu
gia công, độ cứng vật liệu gia công, V cắt, P cắt, lưu lượng hạt mài,
loại hạt mài.
G Galecki và M. Maurkewicz [9] là những người đầu tiên
nghiên cứu về hiện tượng vỡ của hạt mài trong quá trình trộn.
Kretschmer và Aust [10] đã nghiên cứu và chỉ ra rằng, hiện tượng vỡ
của hạt mài chủ yếu sảy ra trong buồng trộn.
Trong thực tế, các hạt mài có xu hướng dích kết vào nhau thành
một khối lớn và vài hạt nhỏ. Nếu một hạt được chia thành hai hạt
lớn và nhiều hạt nhỏ,thì hạt tròn sẽ thường được phân tách thành hai
hạt dài hình 2.3 (a); còn hạt dài sẽ gãy ra hai hạt tròn hình 2.3 (b). Vì
vậy, sau quá trình cắt, các dạng hạt mài hình tròn của hạt GMA khi
tái chế là các hạt nhỏ hơn các hạt mới (Hình 2.4). Chính vì lý do đó
mà hạt mài GMA tái chế sắc góc cạnh hơn và hiệu suất cắt của
chúng tốt hơn các hạt mài mới [11].

Hình 2.3. Cơ chế phá vỡ của hạt mài
-8-
T.J.Labus và CS [12] cùng tiến hành một nghiên cứu cơ bản,
kết quả là việc tái chế hạt mài khi cắt với chiều dày cắt nhỏ sẽ cho
hiệu quả cao hơn khi cắt với chiều dày cắt lớn.
H.Louis và CS [13] khảo sát ảnh hưởng của các thông số trong
quá trình cắt đến sự phân bố cỡ hạt sau khi cắt. Các tác giả lưu ý rằng
cắt thép không gỉ có thể làm vỡ hạt nhiều hơn so với cắt nhôm. Ảnh
hưởng của vật liệu hạt mài đến sự vỡ của hạt được khảo sát với hai
loại (garnet và olivine). Kết quả là hạt olivine cho cỡ hạt nhỏ hơn so
với garnet [13]. Thông số cuối cùng là chất lượng cắt , các tác giả
thấy rằng cắt tinh cho cỡ hạt trung bình nhỏ hơn so với cắt thô [13].

Tái chế hạt Barton được J.Ohlsen [14] tiến hành nghiên cứu.
Tác giả đưa ra một công thức xác định hệ ‘số vỡ’.

ap,in
ap,out
D
d
d
φ
−=
1
Trong đó: d
ap,in
: đường kính hạt mài vào, d
ap,out
: đường kính
hạt mài ra.
Những ảnh hưởng đặc trưng của quá trình phân bố kích thước
hạt trong công nghệ AWJ được Labus et al. [12] nghiên cứu với hạt
mài garnet cỡ hạt 80. [12] Đã làm thí nghiệm đầu tiên về sự vỡ của
hạt ở trong buồng trộn. Kết quả là kích thước của các hạt mài sau khi
trộn chỉ còn 75-150 µm. Trong đó kích thước hạt ban đầu 180 ÷
250μm, chỉ có 20-22% tham gia cho quá trình cắt.
Việc kích thước hạt mài bị giảm trong quá trình trộn một số
tác giả thấy rằng, 70% ÷ 80% các hạt này bị vỡ chủ yếu phụ thuộc
vào kích thước hạt mài ban đầu, áp lực của bơm và vòi phun.
-9-
Ảnh hưởng của một số thông số về sự vỡ của hạt sau khi cắt
đã được[15]. M. Kantha Babu nghiên cứu.
Vật liệu gia công cũng là một tác nhân có ảnh hưởng lớn.

1.4. Thực trạng nghiên cứu về tái chế hạt mài
Trong tổng chi phí của quá trình cắt thì chi phí cho hạt mài là
lớn nhất, chiếm đến 54% Chính vì lý do đó đã làm hạn chế sử dụng
phương pháp gia công này.

Hình 2.5. Tỷ lệ các yếu tố tạo nên giá thành trong AWJ
Đây là cơ sở để đầu tư nghiên cứu tái chế hạt mài, nhằm mục
đích giảm giá thành sản phẩm và xử lý chất thải công nghiệp.
MK Babu và O.V.K. Chetty đã thực hiện một trong những
nghiên cứu chính về tái chế hạt mài.
M.Kantha Babu và O.V.Krishnaiah Chetty [18] cũng đã tiến
hành một nghiên cứu về bù tái chế hạt mài. Công trình nghiên cứu
của J.Ohlsen [14] chỉ ra rằng, các hạt mài nhỏ hơn 60µm thì sẽ cho
chiều sâu cắt rất nhỏ, chất lượng cắt kém và có thể làm tắc hạt mài ở
vòi phun. Hơn nữa, tác giả thấy rằng khả năng cắt và chất lượng cắt
của hạt mài tái chế cao hơn so với hạt mài mới. Kích thước của hạt
-10-
mài tái chế nằm trong khoảng 125 đến 180 µm sẽ cho chiều sâu cắt
lớn nhất và độ nhám bề mặt thấp nhất.
M.Kantha Babu và O.V. Krishnaiah Chetty [19] công bố
nghiên cứu tái chế hạt mài của địa phương (nguồn: Nam Ấn Độ).
Gần đây Vũ Ngọc Pi [11] đã nghiên cứu về tái chế và bù tái
chế hạt mài GMA (một loại hạt mài của Úc được sử dụng nhiều
trong công nghệ AWJ và làm sạch)với các nội dung chính sau. Khả
năng tái chế của hạt mài GMA #80 với các cỡ hạt khác nhau và với
nhiều vòng tái chế (3 vòng). Khả năng cắt và chất lượng cắt của hạt
mài tái chế và bù tái chế từ hạt GMA # 80. Tính kinh tế của tái chế
và bù tái chế hạt mài GMA cỡ hạt 80 cũng đã được xem xét.
Nghiên cứu sử dụng và tái sử dụng hạt mài trong gia công
bằng tia nước áp suất cao ở Việt Nam nhằm giảm chi phí cắt và các

vấn đề về môi trường cần được đề ý quan tâm và nghiên cứu.
2.4. Kết luận chương 2
Để giảm chi phí hạt mài cần nghiên cứu tối ưu về lưu lượng
hạt mài cho quá trình cắt, khả năng sử dụng lại nhằm giảm chi phí về
hạt mài, giảm lượng chất thải công nghiệp, từ đó có cơ sở thiết kế
các hệ thống tái chế.
Trên thế giới cho đến nay đã có một số nghiên cứu về lĩnh vực
này. Tuy nhiên chưa có kết quả nghiên cứu nào về tái chế hạt mài
Supreme Granet. Hiệu quả của tái chế, khả năng cắt, chất lượng cắt,
kích thước hạt tối ưu khi tái chế loại hạt mài này còn chưa được khảo
sát. Quy trình tái chế cho hạt mài Supreme Granet cũng chưa được
nêu ra.
-11-
CHƯƠNG 3
Tái chế hạt mài Supreme Granet
Từ những vấn đề đã được đề cập ở chương 2 việc nghiên cứu
tái chế (tái sử dụng) hạt mài Supreme Garnet (xuất sứ Ấn độ) là có
cơ sở khoa học để tiến hành nghiên cứu. Bằng thực nghiệm sẽ chứng
minh được sự hiệu quả trong việc tái chế hạt mài thu hồi.
Nội dung chương này sẽ trình bày về khả năng tái chế của
hạt mài Supreme Granet.
3.1. Thiết lập các thông số thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm trọng điểm
quốc gia về công nghệ bề mặt, viện nghiên cứu Cơ khí.
Thiết bị đo kiểm
Quá trình thí nghiệm được tiến hành tuần tự theo các bộ
thông số công nghệ đã được thiết kế.
Vật liệu thí nghiệm
Khi đánh giá khả năng cắt (chiều sâu cắt) của hạt mài tái chế
và hạt mới tiến hành cắt trên phôi thép 45, dùng phôi cho thí nghiệm

xác định về chất lượng cắt (độ nhám) là với phôi Al6061 – T6

Hình 3.2. Phân bố kích thước hạt mài mới

-12-
Bảng 3.5. Các thông số không đổi trong quá trình thí nghiệm
3.2. Khả năng tái chế của hạt mài Supreme Garnet
Để xác định khả năng tái chế của hạt mài trước hết ta phải
thu hồi hạt mài sau quá trình cắt rồi mới mang đi tái chế. Nếu khả
năng cắt và chất lượng cắt của hạt mài tái chế gần bằng hoặc hơn khả
năng cắt của hạt mài mới, nghĩa là loại hạt mài đó có khả năng tái
chế.
Quy trình tái chế hạt mài.
Bước thứ 1. Sau khi quá trình cắt hoàn thành, hạt mài được
thu gom, mang đi rửa để loại bỏ bớt chất bẩn và tạp chất.
Thông số Gí trị
Vật liệu hạt mài Supreme Garnet
Đường kính Orifice (mm) 0,255 (hồng ngọc)
Đường kính lỗ vòi phun (mm) 1,016mm
Chiều dài vòi phun (mm) 76 mm
Khoảng cách từ đầu vòi phun tới bề mặt gia
công (mm)
5mm
Góc của vòi phun và bề mặt gia công 90
0
Vật liệu gia công C45
Chiều dày phôi (mm) 15mm
Áp suất (MPa) 250 MPa
Vận tốc dịch chuyển (mm/ph) 50 mm/ph
-13-

Bước thứ 2. Làm khô vật liệu hạt mài.
Bước thứ 3. Tách phoi kim loại.
Bước thứ 4. Phân tích sàng
3.2.1. Kết quả và nhận xét
a, Tỷ lệ hạt mài mới.
Tiến hành sàng phân loại hạt mài mới nhằm xác định tỷ lệ
các cỡ hạt trong một bao
Hình 3.4. Phân bố kích thước hạt mài mới
b, Thành phần hạt mài tái chế.

Hình 3.5. Phân bố kích thước hạt mài sau tái chế
3.2. Khả năng cắt của hạt mài tái chế
3.2.1. Thí nghiệm
-14-
Để đánh giá khả năng cắt của hạt mài Supreme garnet tái chế
sau khi sàng, các hạt được trộn và sắp xếp theo cỡ từ >63(µm) cho
tới >300(µm).
Thông số hạt mài.
Thông số vòi phun: ROCTEC 100 WFE 14400
Thông số cắt.
Mẫu thép để cắt thí nghiệm.
Hình 3.8. Thí nghiệm khả năng cắt của hạt mài tái chế
Hình 3.9. Khả năng cắt của hạt mài tái chế
3.2.2. Kết quả và nhận xét
Bảng 3.7 và hình 3.9 biểu diễn kết quả của thí nghiệm xác
định khả năng cắt của hạt mài tái chế.
Từ kết quả của thí nghiệm (bảng 3.7 và hình 3.9) ta thấy tồn
tại một kích thước hạt tối ưu mà với kích thước đó hạt mài tái chế có
-15-
khả năng cắt cao nhất. kích thước tối ưu này cho hạt tái chế của

Supreme garnet là >125
µ
m (hình 3.9)
3.3. Chất lượng cắt của hạt mài tái chế
Trong gia công bằng tia nước có hạt mài, chất lượng cắt
được đánh giá bằng hai thông số là độ nhám bề mặt sau khi gia công
và chiều rộng rãnh cắt.
3.3.1. Thí nghiệm
Thí nghiệm so sánh độ nhám bề mặt sau gia công được cắt
bằng hạt mài tái chế và với hạt mài mới được thực hiện giống như
khi xác định khả năng tái chế của hạt mài. Có hai thông số là:
- Phôi dùng trong thí nghiệm là hợp kim nhôm Al T6061-61
- Các mẫu đo được cắt với ba giá trị khác nhau của lưu lượng
hạt mài để có nhiều giá trị so sánh.
- Để đánh giá độ nhám sau khi gia công, tiến hành đo các mẫu
phôi sau khi cắt tại hai vị trí:
3.3.2. Kết quả và nhận xét
Kết quả đo độ nhám bề mặt với các mẫu.
- Độ nhám bề mặt khi cắt bằng hạt mài tái chế nhỏ hơn khi cắt
bằng hạt mài mới
-
Lưu lượng hạt mài tăng thì độ nhám bề mặt gia công khi cắt
giảm (đúng cả với hạt mài tái chế và hạt mài mới)
-16-

Hình 3.12. Độ nhám khi đo cách mặt trên của mẫu 2mm, 10mm
3.4. Kết luận chương 3
Từ các kết quả của chương này, có thể rút ra một số kết luận
như sau:
− Có thể tái chế được hạt mài Supreme Garnet. Thêm vào đó hạt

mài này có khả năng tái chế rất cao.
− Khả năng cắt của hạt mài tái chế cao hơn hạt mài mới.
− Cỡ hạt tối ưu để tái chế hạt Supreme Garnet là >125µm. Với cỡ
hạt này khả năng tái chế là 61,45% và khả năng cắt của nó sẽ cao
hơn hạt mài mới khoảng 18%
−
Chất lượng cắt (độ nhám bề mặt) khi cắt bằng hạt mài tái chế cao
hơn khi cắt bằng hạt mài mới.
-17-
CHƯƠNG 4.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
4.1. Kết luận
Luận văn này nhằm nghiên cứu tái chế hạt mài Supreme
Garnet. Nội dung nghiên cứu bao gồm nghiên cứu về khả năng tái
chế, nghiên cứu về khả năng cắt và chất lượng cắt của hạt mài tái
chế. Từ các kết quả của đề tài, có thể đưa ra một số kết luận sau:
- Đề tài này đã tập trung vào nghiên cứu tái chế hạt mài.
- Hạt mài Supreme Garnet tái chế được và có khả năng tái chế
rất cao.
- Khi cắt bằng hạt mài tái chế khả năng cắt, chất lượng cắt cao
hơn khi cắt bằng hạt mài mới.
- Kích thước tối ưu này cho hạt tái chế của Supreme garnet là
>125µm. Với cỡ hạt này khả năng tái chế là 61,45% và khả
năng cắt của nó sẽ cao hơn hạt mài mới khoảng 18%.
4.2. Hướng nghiên cứu tiếp
Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo về lĩnh vực này như sau:
1. Nghiên cứu đánh giá tính kinh tế của tái chế hạt mài
Supreme garnet.
2. Nghiên cứu tái chế hạt mài Supreme garnet cũng như các
loại hạt mài khác khi cắt với áp suất nước rất cao (trên

400MPa)
3. Nghiên cứu sử lý các hạt mài do quá trình gia công tia
nước thải ra để giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
-18-
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Flow International Corporation,
/>technology/history.aspx, truy cập ngày 15/10/2011.
[2]. www.flowwaterjet.com
[3]. Vu Ngoc Pi (2008), “Performance Enhancement of Abrasive
Waterjet Cutting”, PhD Thesis, TU Delft, The Netherlands.
[4]. M.K. Kulecki “Process and apparatus developments in
industrial waterjet applications”, International Journal of
Machine Tools & Manufacture, 42, 2002
[5]. M. Nanduri, T.Kim, “Wear patterns in abrasive water jet
nozzles”, Proceedings of the 13th International Conference
on Jetting Technology, Sardinia, Italy, 1996
[6]. A. W. Momber, R. Kovacevic, Principle of Abrasive Water
Jet Machining, SpringerVerlag London 1998.
[7]. />[8]. Privatdozent Dr Ing. Habil
[9]. G. Galecki, M. Mazurkiewicz, Hidro-abrasive cutting head –
Energy transfer efficiency, The 4th American Waterjet
Conference, New York, 1987, 172-177.
[10]. M. Kretschmer, E. Aust, “Recycling of abrasive and process
water in Abrasive Water Jet Technique”, Chemical
engineering Technology 22, 1999
-19-
[11]. Vu Ngoc Pi, A.M. Hoogstrate, P. Golfiott, B.
Karpuschewski, A study on abrasive recycling and
recharging in abrasive waterjet (AWJ) machining, Int. J.
Machining and Machinability of Materials, Vol. 6, Issue ¾,

2009, pp. 213-233.
[12]. T.J. Labus, K.F. Neusen, D.G. Alberts, T.J. Gores, Factors
influencing the particle size distribution in an abrasive
waterjet, Journal of Engineering for Industry, November
1991, Vol. 113, 402-411.
[13]. G. H. Louis, G. Meier, J. Ohlsen, Analysis of the process
output in abrasive water jet cutting, 8th American Water Jet
Conference, August 26-29, 1995, Houston, Texas, 137-151.
[14]. J. Ohlsen, Recycling von Feststoffen beim
Wasserabrasivestrahlverfahren, VDI Fortschritt-Berichte,
Reihe 15, Nr. 175, 1997.
[15]. M. Kantha Babu, O.V. Krishnaiah Chetty, A study on
recycling of abrasives in abrasive water jet machining, Wear
254 (2003), 763-773.
[16]. A.M. Hoogstrate, V.N. Pi, B. Karpuschewski, Cost
optimization for multiple-head AWJ cutting, BHR’s
conferece 2006, 13-15 September, Gdansk, Poland, 251-264.
[17]. D.A. Summers, Waterjet Technology, Chapman & Hall,
1995.
[18]. M. Kantha Babu, O.V. Krishnaiah Chetty, Studies on
recharging of abrasives in abrasive water jet machining, Int.
-20-
journal of Advanced Manufacturing Technology, 19 (2002),
697-703.
[19]. Endecotts website,
(truy cập
ngày 18/10/2011).
[20]. Nguyễn Văn Kiền (2010), “Tính toán, thiết kế, chế tạo máy
sàng phân loại cỡ hạt mài”, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật,
Trường Đại học KTCN – ĐH Thái Nguyên.

[21]. A.M. Hoogstrate, V.N. Pi, B. Karpuschewski, Cost
optimization for multiple-head AWJ cutting, BHR’s
conferece 2006, 13-15 September, Gdansk, Poland, 251-264
[22]. Trần Ngọc Hưng (2004), Nghiên cứu công nghệ cắt bằng tia
nước ASC dưới nước, Luận án Tiến sĩ khoa học, Viện máy
và dụng cụ công nghiệp.
[23]. GS.TS. Trần Văn Địch, PGS. TS. Ngô Trí Phúc (2006), Sổ
tay Thép thế giới, NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[24]. Nguyễn Quốc Tuấn, Vũ Ngọc Pi, Nguyễn Văn Hùng (2009),
Các phương pháp gia công tiên tiến, NXB Khoa học và kỹ
thuật Hà Nội.
[25]. Nguyễn Đức Minh (2005), Nghiên cứu công nghệ cắt bằng
tia nước (áp suất đến 4000 bar), Luận án Tiến sĩ khoa học,
Viện máy và dụng cụ công nghiệp.
[26]. .
[27]. T.J Labus, K.F Neusen, D.G Albert, “Factors influencing
the abrasive mixing process”, Proceedings 5th American
-21-
Water Jet Conference, Water Jet Technology Association,
St.Louis, USA
[28]. Gonfiotti. P (2006), “Investigation on GMA garnet recycling
in Abrasive Water Jet Cutting”, Master Thesis, Facoltà di
Ingegneria – Università di Pisa, Italia.
[29]. Trần Anh Quân (2003), “Nghiên cứu công nghệ tia nước áp
suất cao trong công nghiệp làm sạch”. Luận án Tiến sĩ khoa
học, Viện máy dụng cụ công nghiệp.
-22-