VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH CÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA Ở NƯỚC TA

VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH CÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA Ở NƯỚC TA

Câu hỏi : Vai trò của vật liệu cơ khí trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa ở
nước ta?

Quá trình CNH-HĐH đất nước, vât liệu cơ khí trong
ngành Công nghiệp có vai trò hết sức quan trọng
trong việc giúp các ngành công nghiệp chính phát
triển bền vững, tạo điều kiện để các doanh nghiệp
sản xuất hỗ trợ được tiếp cận các hướng dẫn kỹ
thuật, thiết kế sản phẩm của doanh nghiệp sản xuất
lắp ráp chính, giúp doanh nghiệp không nhất thiết
phải đầu tư vào sản xuất từ A đến Z mà vẫn có thể
tổ chức sản xuất các sản phẩm công nghiệp có
chất lượng cao
cũng như tạo điều kiện thuận lợi để thu hút đầu tư nước ngoài.
Vật liệu cơ khí là nguyên liệu để sản suất ra các máy móc, trang thiết bị cho các
ngành công nghiệp phục vụ cho sự nghiệp CNH-HĐH đất nước. Tiêu biểu:
1. Các máy móc, thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp quan trọng (có tổng doanh
thu nhiều tỷ USD): công nghiệp hóa (khai thác dầu khí và lọc dầu, giấy, phân bón),
khai thác mỏ, năng lượng (nhiệt điện, thủy điện, sản xuất và truyền tải điện, máy và
trạm biến áp, năng lượng tái tạo, năng lượng sinh học, pin nhiên liệu, các loại thiết bị
điện kỹ thuật cao, hệ thống quản lý năng lượng theo ISO 50001), dệt may, giày dép,
nhựa và cao su, phương tiện giao thông dân dụng và quân sự (tàu thủy, ô tô, xe máy,
xe điện, xe lai, các loại động cơ, hộp số), điện tử - máy tính - công nghệ thông tin viễn thông - thiết bị di động.
2. Các máy móc, thiết bị, dụng cụ, phụ tùng phục vụ khai thác và chế biến sản phẩm
nông nghiệp (nông sản, thực phẩm, thủy sản, đồ gỗ ...).
3. Các hệ thống sản xuất tích hợp nhờ máy tính, thiết bị di động và Internet, bao gồm
các thành phần: thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển (số, thích nghi, phân tán, ...),
robot, máy công cụ/ máy công nghiệp CNC, hệ thống vận chuyển và lưu kho tự động,
hệ thống thông tin quản lý, hệ thống CAD/CAM/CAE (mô hình hóa và mô phỏng),

mạng máy tính liên kết với các siêu máy tính hiệu năng cao, các thiết bị không dây
(Wifi, Bluetooth, RFID, NFC, ...)
4. Các máy móc, thiết bị, hệ thống kỹ thuật phục vụ các khoa học đời sống: y tế,
chăm sóc sức khỏe, thiết bị y sinh (chẩn đoán, điều trị, hỗ trợ con người), các sản
phẩm nhân tạo thay thế một số bộ phận của con người; thiết bị dược và Pharma 3.0;
sinh học; an toàn và môi trường.

VẬT LIỆU HỌC - NHÓM 90


5. Các dịch vụ thiết kế (kỹ thuật và công nghiệp), CNC hóa máy công cụ và máy công
nghiệp, đo lường, giám sát, kiểm định, bảo trì (phòng ngừa và giám sát tình trạng)
phục vụ cho dân dụng, công nghiệp, nông nghiệp, an ninh và quốc phòng.
6. Vật liệu cơ khí là nguyên liệu để chế tạo ra các sản
phẩm, dụng cụ, phụ tùng, chi tiết thuộc các công nghiệp
hỗ trợ: sản phẩm đúc, rèn, dập, hàn kỹ thuật cao; các loại
khuôn kỹ thuật có độ chính xác và độ tin cậy cao (cho sản
phẩm cơ khí, nhựa, ...); các chi tiết chính xác (vi gia
công), các loại vi mạch và chip chuyên dụng, ... Cơ khí
tạo ra các máy và các phương tiện thay lao động thủ
công thành lao
động bằng máy và tạo năng suất cao . Cơ khí giúp cho lao động và sinh hoạt của con
người trở nên nhẹ nhàng và thú vị hơn. Nhờ có cơ khí, tầm nhìn của con người được
mở rộng, con người có thể chiếm lĩnh được không gian và thời gian
Cơ khí có vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, máy và công cụ cho mọi
ngành trong nền kinh tế quốc dân, tạo điều kiện để các ngành khác phát triển tốt hơn.
Khoa học và công nghệ (KH&CN) cơ khí
chế tạo của thế giới trong thế kỷ XX đã có
những bước phát triển vượt bậc nhờ ứng
dụng các công nghệ hiện đại như: Công

nghệ thông tin, vật liệu nano, tự động
hoá... Trong kinh tế, ngành công nghiệp
cơ khí chế tạo vẫn đóng vai trò chủ đạo,
góp phần làm thay đổi diện mạo thế
giới,với trên 20 triệu doanh nghiệp đang
hoạt động trên các châu lục, chiếm tới
28% số lượng việc làm và đóng góp 25%
giá trị tổng sản phẩm của
thế giới. Bài viết này, tác giả giới thiệu một số thành tựu công nghệ cơ khí chế tạo thế
giới trong thế kỷ XX và xu hướng phát triển đến năm 2030.
Công nghệ gia công chế tạo: Sự đổi mới liên tục của CAD/CAM đã giúp cho các nhà
chế tạo tiết kiệm về tài chính, thời gian, nguồn lực.
Vật liệu chế tạo:Trong ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, có 3 nhóm vật liệu có tính
truyền thống, đó là vật liệu kim loại, vật liệu hữu cơ polyme và vật liệu vô cơ
ceramic. Một loại vật liệu mới khác - vật liệu compozit đang được ưu tiên phát triển.
Compozit chính là sự kết hợp nhân tạo của hai hoặc ba loại vật liệu cơ bản nói trên.
Vật liệu kim loại, trước hết là thép, vẫn giữ vai trò then chốt trong ngành công nghiệp
chế tạo.
Trong những thập kỷ gần đây công nghệ vật liệu đang đi vào nghiên cứu và sử dụng
các loại thép có chất lượng cao như thép hợp kim thấp độ bền cao, thép hợp kim hoá
vi lượng, thép nitơ, thép kết cấu siêu bền. Bên cạnh đó, nhôm cũng đóng vai trò


không nhỏ trong ngành công nghiệp chế tạo.
Hợp kim nhôm có độ bền cao, chống ăn mòn tốt, đã trở thành loại vật liệu thích hợp


trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô, máy bay, tàu thuỷ.
Vật liệu polyme, có nhiều ưu điểm như tính dẻo cao, tính ổn định hoá học cao trong
nhiều môi trường cùng với khả năng dễ tạo hình và gia công nếu có, phạm vi ứng

dụng rộng. Tuy nhiên, polyme là vật liệu kết cấu nên có những hạn chế vì độ bền
chưa cao, khả năng chịu nhiệt thấp, tuổi thọ ngắn.
Vật liệu gốm thường, chỉ sử dụng giới hạn trong nhóm vật liệu chịu lửa, vật liệu cắt
gọt nhưng hiện người ta đang phát triển vật liệu gốm kết cấu. Các loại động cơ chế
tạo từ gốm kết cấu hệ cacbit đã được nghiên cứu chế thử và mở ra kỷ nguyên mới cho
việc sử dụng động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro có hiệu quả cao, không gây ô
nhiễm môi trường. Gốm thuỷ tinh cũng là một loại gốm kết cấu đầy tiềm năng.
Vật liệu compozit, về thực chất là một kiểu lai, giữa hai hoặc nhiều loại vật liệu, sao
cho tính chất của chúng bổ sung cho nhau. Đối với compozit kết cấu thì yêu cầu về độ
bền cao, tính dẻo tốt là những yêu cầu hàng đầu. Việc kiểm soát được quá trình xảy ra
khi chế tạo compozit có tầm quan trọng đặc biệt để phát triển loại vật liệu này.
Vai trò của khoa học vật liệu cũng không hề thay đổi ở kỷ nguyên thông tin ngày nay,
nếu không chế tạo được vật liệu silic có độ tinh khiết đến 99,99999% thì sẽ không có
chip máy tính, điện thoại tế bào hoặc mạng cáp quang. Những thập kỷ vừa qua, ngành
hoá vô cơ đã điều chế được vô số kim loại, hợp kim và gốm, giúp máy bay có thể bay
cao hơn và nhanh hơn, giúp ôtô trở nên nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn...
Ngày nay, một lần nữa khoa học vật liệu lại đang chuẩn bị biến đổi thế giới. Không
thoả mãn với những nguyên vật liệu khai thác được trong lòng đất, các nhà nghiên
cứu đang lao vào khám phá và tạo ra các cấu trúc hoàn toàn mới.
Kỷ nguyên này sẽ ra đời những loại vật liệu mà ngay cả tạo hoá cũng phải ghen tỵ.
Đó sẽ là những chất phun phủ có chứa những hạt gốm vô cùng nhỏ, giúp vật liệu có
khả năng chống mài mòn, những dược phẩm và chất dẻo mới, là những pin sắt polyme có điện lượng lớn gấp đôi so với những loại pin chúng ta dùng hiện nay. Có
thể, chúng ta sẽ có được những tấm kim loại - compozit để làm vỏ ôtô có khả năng
phục hồi lại hình dáng cũ sau khi bị biến dạng bởi những cú va đập. Sẽ ra đời những
vật liệu compozit nhẹ và dai để tăng công suất của động cơ phản lực. Sẽ xuất hiện
những vật liệu thông minh, mô phỏng các hệ thống sinh học, có khả năng thích ứng
với điều
kiện môi trường, bù đắp lượng hao mòn và cảnh báo khi sắp có sự cố. Với kỹ thuật và
công nghệ nano, hầu hết các vật liệu mà ta muốn có đều có thể sản xuất ra được - đây
là nhận định của W. Lance Haworth, chuyên gia điều hành hoạt động nghiên cứu vật

liệu của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF).


VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH CÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA Ở NƯỚC TA

Những nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Anh, Pháp
đã có những công trình nghiên cứu và đã tạo ra được
những vật liệu nano ứng dụng vào trong ngành cơ khí
chế tạo để chế tạo ra các loại rôbôt mini, các dụng cụ y
sinh phục vụ công việc chữa bệnh. Các vật liệu nano
khác được sử dụng trong việc chế tạo các loại máy
chính xác, máy siêu chính xác, trong ngành hàng không
vũ trụ, trong công nghiệp quốc phòng, trong
công nghệ khám phá và khai thác tài nguyên biển và đại dương.

VẬT LIỆU HỌC - NHÓM 90


VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH CÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA Ở NƯỚC TA

Câu hỏi : Vai trò của vật liệu cơ khí trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa ở
nước ta?

Quá trình CNH-HĐH đất nước, vât liệu cơ khí trong
ngành Công nghiệp có vai trò hết sức quan trọng
trong việc giúp các ngành công nghiệp chính phát
triển bền vững, tạo điều kiện để các doanh nghiệp
sản xuất hỗ trợ được tiếp cận các hướng dẫn kỹ
thuật, thiết kế sản phẩm của doanh nghiệp sản xuất
lắp ráp chính, giúp doanh nghiệp không nhất thiết

phải đầu tư vào sản xuất từ A đến Z mà vẫn có thể
tổ chức sản xuất các sản phẩm công nghiệp có
chất lượng cao
cũng như tạo điều kiện thuận lợi để thu hút đầu tư nước ngoài.
Vật liệu cơ khí là nguyên liệu để sản suất ra các máy móc, trang thiết bị cho các
ngành công nghiệp phục vụ cho sự nghiệp CNH-HĐH đất nước. Tiêu biểu:
7. Các máy móc, thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp quan trọng (có tổng doanh
thu nhiều tỷ USD): công nghiệp hóa (khai thác dầu khí và lọc dầu, giấy, phân bón),
khai thác mỏ, năng lượng (nhiệt điện, thủy điện, sản xuất và truyền tải điện, máy và
trạm biến áp, năng lượng tái tạo, năng lượng sinh học, pin nhiên liệu, các loại thiết bị
điện kỹ thuật cao, hệ thống quản lý năng lượng theo ISO 50001), dệt may, giày dép,
nhựa và cao su, phương tiện giao thông dân dụng và quân sự (tàu thủy, ô tô, xe máy,
xe điện, xe lai, các loại động cơ, hộp số), điện tử - máy tính - công nghệ thông tin viễn thông - thiết bị di động.
8. Các máy móc, thiết bị, dụng cụ, phụ tùng phục vụ khai thác và chế biến sản phẩm
nông nghiệp (nông sản, thực phẩm, thủy sản, đồ gỗ ...).
9. Các hệ thống sản xuất tích hợp nhờ máy tính, thiết bị di động và Internet, bao gồm
các thành phần: thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển (số, thích nghi, phân tán, ...),
robot, máy công cụ/ máy công nghiệp CNC, hệ thống vận chuyển và lưu kho tự động,
hệ thống thông tin quản lý, hệ thống CAD/CAM/CAE (mô hình hóa và mô phỏng),
mạng máy tính liên kết với các siêu máy tính hiệu năng cao, các thiết bị không dây
(Wifi, Bluetooth, RFID, NFC, ...)
10.
Các máy móc, thiết bị, hệ thống kỹ thuật phục vụ các khoa học đời sống: y
tế, chăm sóc sức khỏe, thiết bị y sinh (chẩn đoán, điều trị, hỗ trợ con người), các sản
phẩm nhân tạo thay thế một số bộ phận của con người; thiết bị dược và Pharma 3.0;
sinh học; an toàn và môi trường.

VẬT LIỆU HỌC - NHÓM 90

11.
Các dịch vụ thiết kế (kỹ thuật và công nghiệp), CNC hóa máy công cụ và
máy công nghiệp, đo lường, giám sát, kiểm định, bảo trì (phòng ngừa và giám sát tình
trạng) phục vụ cho dân dụng, công nghiệp, nông nghiệp, an ninh và quốc phòng.
12.
Vật liệu cơ khí là nguyên liệu để chế tạo ra
các sản phẩm, dụng cụ, phụ tùng, chi tiết thuộc các
công nghiệp hỗ trợ: sản phẩm đúc, rèn, dập, hàn kỹ thuật
cao; các loại khuôn kỹ thuật có độ chính xác và độ tin
cậy cao (cho sản phẩm cơ khí, nhựa, ...); các chi tiết
chính xác (vi gia công), các loại vi mạch và chip chuyên
dụng, ... Cơ khí tạo ra các máy và các phương tiện thay
lao động thủ công thành lao
động bằng máy và tạo năng suất cao . Cơ khí giúp cho lao động và sinh hoạt của con
người trở nên nhẹ nhàng và thú vị hơn. Nhờ có cơ khí, tầm nhìn của con người được
mở rộng, con người có thể chiếm lĩnh được không gian và thời gian
Cơ khí có vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, máy và công cụ cho mọi
ngành trong nền kinh tế quốc dân, tạo điều kiện để các ngành khác phát triển tốt hơn.
Khoa học và công nghệ (KH&CN) cơ khí
chế tạo của thế giới trong thế kỷ XX đã có
những bước phát triển vượt bậc nhờ ứng
dụng các công nghệ hiện đại như: Công
nghệ thông tin, vật liệu nano, tự động
hoá... Trong kinh tế, ngành công nghiệp
cơ khí chế tạo vẫn đóng vai trò chủ đạo,
góp phần làm thay đổi diện mạo thế
giới,với trên 20 triệu doanh nghiệp đang
hoạt động trên các châu lục, chiếm tới
28% số lượng việc làm và đóng góp 25%
giá trị tổng sản phẩm của

thế giới. Bài viết này, tác giả giới thiệu một số thành tựu công nghệ cơ khí chế tạo thế
giới trong thế kỷ XX và xu hướng phát triển đến năm 2030.
Công nghệ gia công chế tạo: Sự đổi mới liên tục của CAD/CAM đã giúp cho các nhà
chế tạo tiết kiệm về tài chính, thời gian, nguồn lực.
Vật liệu chế tạo:Trong ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, có 3 nhóm vật liệu có tính
truyền thống, đó là vật liệu kim loại, vật liệu hữu cơ polyme và vật liệu vô cơ
ceramic. Một loại vật liệu mới khác - vật liệu compozit đang được ưu tiên phát triển.
Compozit chính là sự kết hợp nhân tạo của hai hoặc ba loại vật liệu cơ bản nói trên.
Vật liệu kim loại, trước hết là thép, vẫn giữ vai trò then chốt trong ngành công nghiệp
chế tạo.
Trong những thập kỷ gần đây công nghệ vật liệu đang đi vào nghiên cứu và sử dụng
các loại thép có chất lượng cao như thép hợp kim thấp độ bền cao, thép hợp kim hoá
vi lượng, thép nitơ, thép kết cấu siêu bền. Bên cạnh đó, nhôm cũng đóng vai trò


không nhỏ trong ngành công nghiệp chế tạo.
Hợp kim nhôm có độ bền cao, chống ăn mòn tốt, đã trở thành loại vật liệu thích hợp


trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô, máy bay, tàu thuỷ.
Vật liệu polyme, có nhiều ưu điểm như tính dẻo cao, tính ổn định hoá học cao trong
nhiều môi trường cùng với khả năng dễ tạo hình và gia công nếu có, phạm vi ứng
dụng rộng. Tuy nhiên, polyme là vật liệu kết cấu nên có những hạn chế vì độ bền
chưa cao, khả năng chịu nhiệt thấp, tuổi thọ ngắn.
Vật liệu gốm thường, chỉ sử dụng giới hạn trong nhóm vật liệu chịu lửa, vật liệu cắt
gọt nhưng hiện người ta đang phát triển vật liệu gốm kết cấu. Các loại động cơ chế
tạo từ gốm kết cấu hệ cacbit đã được nghiên cứu chế thử và mở ra kỷ nguyên mới cho
việc sử dụng động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro có hiệu quả cao, không gây ô
nhiễm môi trường. Gốm thuỷ tinh cũng là một loại gốm kết cấu đầy tiềm năng.
Vật liệu compozit, về thực chất là một kiểu lai, giữa hai hoặc nhiều loại vật liệu, sao

cho tính chất của chúng bổ sung cho nhau. Đối với compozit kết cấu thì yêu cầu về độ
bền cao, tính dẻo tốt là những yêu cầu hàng đầu. Việc kiểm soát được quá trình xảy ra
khi chế tạo compozit có tầm quan trọng đặc biệt để phát triển loại vật liệu này.
Vai trò của khoa học vật liệu cũng không hề thay đổi ở kỷ nguyên thông tin ngày nay,
nếu không chế tạo được vật liệu silic có độ tinh khiết đến 99,99999% thì sẽ không có
chip máy tính, điện thoại tế bào hoặc mạng cáp quang. Những thập kỷ vừa qua, ngành
hoá vô cơ đã điều chế được vô số kim loại, hợp kim và gốm, giúp máy bay có thể bay
cao hơn và nhanh hơn, giúp ôtô trở nên nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn...
Ngày nay, một lần nữa khoa học vật liệu lại đang chuẩn bị biến đổi thế giới. Không
thoả mãn với những nguyên vật liệu khai thác được trong lòng đất, các nhà nghiên
cứu đang lao vào khám phá và tạo ra các cấu trúc hoàn toàn mới.
Kỷ nguyên này sẽ ra đời những loại vật liệu mà ngay cả tạo hoá cũng phải ghen tỵ.
Đó sẽ là những chất phun phủ có chứa những hạt gốm vô cùng nhỏ, giúp vật liệu có
khả năng chống mài mòn, những dược phẩm và chất dẻo mới, là những pin sắt polyme có điện lượng lớn gấp đôi so với những loại pin chúng ta dùng hiện nay. Có
thể, chúng ta sẽ có được những tấm kim loại - compozit để làm vỏ ôtô có khả năng
phục hồi lại hình dáng cũ sau khi bị biến dạng bởi những cú va đập. Sẽ ra đời những
vật liệu compozit nhẹ và dai để tăng công suất của động cơ phản lực. Sẽ xuất hiện
những vật liệu thông minh, mô phỏng các hệ thống sinh học, có khả năng thích ứng
với điều
kiện môi trường, bù đắp lượng hao mòn và cảnh báo khi sắp có sự cố. Với kỹ thuật và
công nghệ nano, hầu hết các vật liệu mà ta muốn có đều có thể sản xuất ra được - đây
là nhận định của W. Lance Haworth, chuyên gia điều hành hoạt động nghiên cứu vật
liệu của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF).


VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH CÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA Ở NƯỚC TA

Những nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Anh, Pháp
đã có những công trình nghiên cứu và đã tạo ra được
những vật liệu nano ứng dụng vào trong ngành cơ khí

chế tạo để chế tạo ra các loại rôbôt mini, các dụng cụ y
sinh phục vụ công việc chữa bệnh. Các vật liệu nano
khác được sử dụng trong việc chế tạo các loại máy
chính xác, máy siêu chính xác, trong ngành hàng không
vũ trụ, trong công nghiệp quốc phòng, trong
công nghệ khám phá và khai thác tài nguyên biển và đại dương.

VẬT LIỆU HỌC - NHÓM 90


VAI TRÒ CỦA VẬT LIỆU CƠ KHÍ TRONG QUÁ TRÌNH CÔNG NGHIỆP HÓA – HIỆN ĐẠI HÓA Ở NƯỚC TA

Câu hỏi : Vai trò của vật liệu cơ khí trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa ở
nước ta?

Quá trình CNH-HĐH đất nước, vât liệu cơ khí trong
ngành Công nghiệp có vai trò hết sức quan trọng
trong việc giúp các ngành công nghiệp chính phát
triển bền vững, tạo điều kiện để các doanh nghiệp
sản xuất hỗ trợ được tiếp cận các hướng dẫn kỹ
thuật, thiết kế sản phẩm của doanh nghiệp sản xuất
lắp ráp chính, giúp doanh nghiệp không nhất thiết
phải đầu tư vào sản xuất từ A đến Z mà vẫn có thể
tổ chức sản xuất các sản phẩm công nghiệp có
chất lượng cao
cũng như tạo điều kiện thuận lợi để thu hút đầu tư nước ngoài.
Vật liệu cơ khí là nguyên liệu để sản suất ra các máy móc, trang thiết bị cho các
ngành công nghiệp phục vụ cho sự nghiệp CNH-HĐH đất nước. Tiêu biểu:
13.
Các máy móc, thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp quan trọng (có tổng

doanh thu nhiều tỷ USD): công nghiệp hóa (khai thác dầu khí và lọc dầu, giấy,
phân bón), khai thác mỏ, năng lượng (nhiệt điện, thủy điện, sản xuất và truyền tải
điện, máy và trạm biến áp, năng lượng tái tạo, năng lượng sinh học, pin nhiên liệu,
các loại thiết bị điện kỹ thuật cao, hệ thống quản lý năng lượng theo ISO 50001),
dệt may, giày dép, nhựa và cao su, phương tiện giao thông dân dụng và quân sự (tàu
thủy, ô tô, xe máy, xe điện, xe lai, các loại động cơ, hộp số), điện tử - máy tính công nghệ thông tin - viễn thông - thiết bị di động.
14.
Các máy móc, thiết bị, dụng cụ, phụ tùng phục vụ khai thác và chế biến sản
phẩm nông nghiệp (nông sản, thực phẩm, thủy sản, đồ gỗ ...).
15.
Các hệ thống sản xuất tích hợp nhờ máy tính, thiết bị di động và Internet,
bao gồm các thành phần: thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển (số, thích nghi,
phân tán, ...), robot, máy công cụ/ máy công nghiệp CNC, hệ thống vận chuyển và
lưu kho tự động, hệ thống thông tin quản lý, hệ thống CAD/CAM/CAE (mô hình
hóa và mô phỏng), mạng máy tính liên kết với các siêu máy tính hiệu năng cao,
các thiết bị không dây (Wifi, Bluetooth, RFID, NFC, ...)
16.
Các máy móc, thiết bị, hệ thống kỹ thuật phục vụ các khoa học đời sống: y
tế, chăm sóc sức khỏe, thiết bị y sinh (chẩn đoán, điều trị, hỗ trợ con người), các sản
phẩm nhân tạo thay thế một số bộ phận của con người; thiết bị dược và Pharma 3.0;
sinh học; an toàn và môi trường.

VẬT LIỆU HỌC - NHÓM 90


17.
Các dịch vụ thiết kế (kỹ thuật và công nghiệp), CNC hóa máy công cụ và
máy công nghiệp, đo lường, giám sát, kiểm định, bảo trì (phòng ngừa và giám sát tình
trạng) phục vụ cho dân dụng, công nghiệp, nông nghiệp, an ninh và quốc phòng.
18.

Vật liệu cơ khí là nguyên liệu để chế tạo ra
các sản phẩm, dụng cụ, phụ tùng, chi tiết thuộc các
công nghiệp hỗ trợ: sản phẩm đúc, rèn, dập, hàn kỹ thuật
cao; các loại khuôn kỹ thuật có độ chính xác và độ tin
cậy cao (cho sản phẩm cơ khí, nhựa, ...); các chi tiết
chính xác (vi gia công), các loại vi mạch và chip chuyên
dụng, ... Cơ khí tạo ra các máy và các phương tiện thay
lao động thủ công thành lao
động bằng máy và tạo năng suất cao . Cơ khí giúp cho lao động và sinh hoạt của con
người trở nên nhẹ nhàng và thú vị hơn. Nhờ có cơ khí, tầm nhìn của con người được
mở rộng, con người có thể chiếm lĩnh được không gian và thời gian
Cơ khí có vai trò quan trọng trong việc sản xuất ra thiết bị, máy và công cụ cho mọi
ngành trong nền kinh tế quốc dân, tạo điều kiện để các ngành khác phát triển tốt hơn.
Khoa học và công nghệ (KH&CN) cơ khí
chế tạo của thế giới trong thế kỷ XX đã có
những bước phát triển vượt bậc nhờ ứng
dụng các công nghệ hiện đại như: Công
nghệ thông tin, vật liệu nano, tự động
hoá... Trong kinh tế, ngành công nghiệp
cơ khí chế tạo vẫn đóng vai trò chủ đạo,
góp phần làm thay đổi diện mạo thế
giới,với trên 20 triệu doanh nghiệp đang
hoạt động trên các châu lục, chiếm tới
28% số lượng việc làm và đóng góp 25%
giá trị tổng sản phẩm của
thế giới. Bài viết này, tác giả giới thiệu một số thành tựu công nghệ cơ khí chế tạo thế
giới trong thế kỷ XX và xu hướng phát triển đến năm 2030.
Công nghệ gia công chế tạo: Sự đổi mới liên tục của CAD/CAM đã giúp cho các nhà
chế tạo tiết kiệm về tài chính, thời gian, nguồn lực.
Vật liệu chế tạo:Trong ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, có 3 nhóm vật liệu có tính

truyền thống, đó là vật liệu kim loại, vật liệu hữu cơ polyme và vật liệu vô cơ
ceramic. Một loại vật liệu mới khác - vật liệu compozit đang được ưu tiên phát triển.
Compozit chính là sự kết hợp nhân tạo của hai hoặc ba loại vật liệu cơ bản nói trên.
Vật liệu kim loại, trước hết là thép, vẫn giữ vai trò then chốt trong ngành công nghiệp
chế tạo.
Trong những thập kỷ gần đây công nghệ vật liệu đang đi vào nghiên cứu và sử dụng
các loại thép có chất lượng cao như thép hợp kim thấp độ bền cao, thép hợp kim hoá
vi lượng, thép nitơ, thép kết cấu siêu bền. Bên cạnh đó, nhôm cũng đóng vai trò


không nhỏ trong ngành công nghiệp chế tạo.
Hợp kim nhôm có độ bền cao, chống ăn mòn tốt, đã trở thành loại vật liệu thích hợp


trong ngành công nghiệp chế tạo ô tô, máy bay, tàu thuỷ.
Vật liệu polyme, có nhiều ưu điểm như tính dẻo cao, tính ổn định hoá học cao trong
nhiều môi trường cùng với khả năng dễ tạo hình và gia công nếu có, phạm vi ứng
dụng rộng. Tuy nhiên, polyme là vật liệu kết cấu nên có những hạn chế vì độ bền
chưa cao, khả năng chịu nhiệt thấp, tuổi thọ ngắn.
Vật liệu gốm thường, chỉ sử dụng giới hạn trong nhóm vật liệu chịu lửa, vật liệu cắt
gọt nhưng hiện người ta đang phát triển vật liệu gốm kết cấu. Các loại động cơ chế
tạo từ gốm kết cấu hệ cacbit đã được nghiên cứu chế thử và mở ra kỷ nguyên mới cho
việc sử dụng động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro có hiệu quả cao, không gây ô
nhiễm môi trường. Gốm thuỷ tinh cũng là một loại gốm kết cấu đầy tiềm năng.
Vật liệu compozit, về thực chất là một kiểu lai, giữa hai hoặc nhiều loại vật liệu, sao
cho tính chất của chúng bổ sung cho nhau. Đối với compozit kết cấu thì yêu cầu về độ
bền cao, tính dẻo tốt là những yêu cầu hàng đầu. Việc kiểm soát được quá trình xảy ra
khi chế tạo compozit có tầm quan trọng đặc biệt để phát triển loại vật liệu này.
Vai trò của khoa học vật liệu cũng không hề thay đổi ở kỷ nguyên thông tin ngày nay,
nếu không chế tạo được vật liệu silic có độ tinh khiết đến 99,99999% thì sẽ không có

chip máy tính, điện thoại tế bào hoặc mạng cáp quang. Những thập kỷ vừa qua, ngành
hoá vô cơ đã điều chế được vô số kim loại, hợp kim và gốm, giúp máy bay có thể bay
cao hơn và nhanh hơn, giúp ôtô trở nên nhẹ hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn...
Ngày nay, một lần nữa khoa học vật liệu lại đang chuẩn bị biến đổi thế giới. Không
thoả mãn với những nguyên vật liệu khai thác được trong lòng đất, các nhà nghiên
cứu đang lao vào khám phá và tạo ra các cấu trúc hoàn toàn mới.
Kỷ nguyên này sẽ ra đời những loại vật liệu mà ngay cả tạo hoá cũng phải ghen tỵ.
Đó sẽ là những chất phun phủ có chứa những hạt gốm vô cùng nhỏ, giúp vật liệu có
khả năng chống mài mòn, những dược phẩm và chất dẻo mới, là những pin sắt polyme có điện lượng lớn gấp đôi so với những loại pin chúng ta dùng hiện nay. Có
thể, chúng ta sẽ có được những tấm kim loại - compozit để làm vỏ ôtô có khả năng
phục hồi lại hình dáng cũ sau khi bị biến dạng bởi những cú va đập. Sẽ ra đời những
vật liệu compozit nhẹ và dai để tăng công suất của động cơ phản lực. Sẽ xuất hiện
những vật liệu thông minh, mô phỏng các hệ thống sinh học, có khả năng thích ứng
với điều
kiện môi trường, bù đắp lượng hao mòn và cảnh báo khi sắp có sự cố. Với kỹ thuật và
công nghệ nano, hầu hết các vật liệu mà ta muốn có đều có thể sản xuất ra được - đây
là nhận định của W. Lance Haworth, chuyên gia điều hành hoạt động nghiên cứu vật
liệu của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ (NSF).


Những nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Anh, Pháp
đã có những công trình nghiên cứu và đã tạo ra được
những vật liệu nano ứng dụng vào trong ngành cơ khí
chế tạo để chế tạo ra các loại rôbôt mini, các dụng cụ
y sinh phục vụ công việc chữa bệnh. Các vật liệu nano
khác được sử dụng trong việc chế tạo các loại máy
chính xác, máy siêu chính xác, trong ngành hàng
không vũ trụ, trong công nghiệp quốc phòng, trong
công nghệ khám phá và khai thác tài nguyên biển và đại dương.