Dự án đào tạo CAD/CAM cho cộng đồng

Hai phương pháp phủ dụng cụ cắt phổ biến: PVD & CVD

Hầu hết các nhà sản xuất dụng cụ cắt đều phủ lên bề mặt dụng cụ cắt của mình một lớp phủ nhằm nâng cao hiệu suất của chúng. Các phương pháp phổ biến nhất để phủ dụng cụ cắt là lắng đọng hơi bằng phương pháp vật lý (PVD) và lắng đọng hơi bằng phương pháp hóa học (CVD). Bài viết này sẽ đi sâu vào từng phương pháp để chỉ rõ các đặc điểm riêng biệt của chúng.

Tạo lớp phủ bằng phương pháp lắng đọng hơi vật lý (PVD)

Phương pháp phủ PVD là một quá trình trong đó kim loại sẽ trải qua một chu trình bốc hơi và ngưng tụ để trở lại thể rắn ban đầu dưới dạng một lớp màng mỏng và bám trên bề mặt dụng cụ cắt. Trong quá trình này, các hợp chất kim loại tạo nên lớp phủ thường được gọi là “vật liệu kim loại”. Vật liệu kim loại như một khối vật thể rắn và được hóa hơi thành plasma, sau đó chúng sẽ được đưa vào buồng chân không để thực hiện quá trình phủ dụng cụ cắt. Trong quá trình này, các dụng cụ cắt được gọi là “chất nền”.

Có hai cách khác nhau mà lớp phủ PVD có thể được thực hiện được: mạ ion hồ quang và tán xạ (sputtering)

Mạ ion hồ quang và tán xạ

Sự khác biệt chính

Sự khác biệt chính giữa mạ ion hồ quang và tán xạ là mạ ion hồ quang sử dụng dòng điện cao để hóa hơi vật liệu kim loại, các ion kim loại được chuyển hướng để phủ vào dụng cụ. Ngược lại, tán xạ sử dụng các đặc tính của từ trường để hướng các khí phản ứng va chạm với các phân tử của vật liệu kim loại. Trong những phản ứng va chạm này, các ion trên bề mặt kim loại sẽ phủ dần lên bề mặt dụng cụ. Cả hai cách mạ ion hồ quang và tán xạ đều là quá trình được thực hiện ở môi trường chân không và nhiệt độ cao. Thuật ngữ “chân không” dùng để chỉ môi trường có áp suất thấp hơn áp suất khí quyển ở mực nước biển.

Trên đây là một ví dụ về dụng cụ cắt của Harvey Tool được phủ lớp phủ AlTiN, và được tiến hành phủ PVD.

Quy trình ứng dụng của mạ ion hồ quang và tán xạ

Mạ ion hồ quang

1. Áp suất bên trong buồng phản ứng được giảm xuống để tạo thành buồng chân không khoảng 1 Pa (0,0000145 psi). Việc tạo môi trường chân không là rất quan trọng vì nó loại bỏ độ ẩm và tạp chất bám trên hoặc xung quanh bề mặt dụng cụ cắt.
2. Buồng chân không được làm nóng trong khoảng nhiệt độ dao động từ 150 – 750° C (302 – 1382° F). Nhiệt độ của buồng phụ thuộc vào lớp phủ đang được áp dụng để có thể tạo ra các phản ứng lý tưởng và độ bám dính lên bề mặt dụng cụ cắt. Dòng điện được đặt vào để gây ra quá trình phản ứng là khoảng 100 A.
3. Dòng điện cao làm ion hóa kim loại và hóa hơi nó thành một plasma đậm đặc.
4. Chất nền mang điện tích âm để hút các ion dương kim loại.
5. Các ion chạm vào các dụng cụ cắt bằng lực và được lắng đọng, tạo thành một lớp màng dày và tạo ra lớp phủ mong muốn.

Sự tán xạ

1. Áp suất bên trong buồng phản ứng được giảm xuống để tạo thành buồng chân không khoảng 1 Pa (0,0000145 psi). Việc tạo môi trường chân không là rất quan trọng vì nó loại bỏ độ ẩm và tạp chất bám trên hoặc xung quanh bề mặt dụng cụ.
2. Một khí trơ được bơm vào buồng để tạo ra một bầu không khí có áp suất thấp. Khí trơ được sử dụng vì nó không phản ứng với các nguyên tố kim loại và đảm bảo rằng các tạp chất không bị lẫn vào lớp phủ dụng cụ.
3. Khí được sử dụng phụ thuộc vào trọng lượng nguyên tử của vật liệu kim loại; một chất khí nặng hơn thường được sử dụng với các kim loại nặng hơn.
4. Buồng được làm nóng đến nhiệt độ từ 150 – 750° C (302 – 1382° F) tùy thuộc vào lớp phủ được sử dụng.
5. Dụng cụ cần phủ được đặt giữa các vật liệu kim loại (được gọi là “mục tiêu” trong quá trình tán xạ) và một nam châm điện, khi khởi động, từ trường sẽ chạy dọc và xung quanh dụng cụ cắt.
6. Một điện áp cao sau đó được đặt dọc theo từ trường làm ion hóa các nguyên tử Argon.
7. Điện áp nằm trong khoảng từ 3-5 kV nếu sử dụng dòng điện AC, với tần số khoảng 14 MHz.
8. Vật liệu kim loại mang điện tích âm sẽ thu hút khí Argon mang điện tích dương.
9. Khí trơ tác động và đẩy các hợp chất kim loại lên bề mặt để tạo ra một lớp phủ lên dụng cụ cắt.

Tóm tắt những điểm khác biệt chính về lớp phủ PVD

Cả hai phương pháp mạ ion hồ quang và tán xạ đều hiệu quả để tạo nên lớp phủ PVD. Vậy ưu nhược điểm của hai phương pháp này là gì? Phương pháp mạ ion hồ quang có tốc độ ion hóa cao hơn đáng kể so với tán xạ, cho phép tốc độ lắng đọng nhanh hơn nhiều, rút ​​ngắn thời gian phủ. Đổi lại, vì quá trình tán xạ chậm hơn, nó cho phép ta kiểm soát khi áp dụng các dụng cụ cắt đa kim loại và đảm bảo rằng dụng cụ sẽ được phủ đều trên bề mặt. Tuy nhiên, trong quá trình phủ PVD, các giọt bắn siêu nhỏ được hình thành khi kim loại hóa hơi ngưng tụ và đông đặc trên bề mặt dụng cụ. Khi những giọt bắn này tác động vào lớp phủ, chúng có thể gây ra các khuyết tật, tạo ra các điểm ứng suất dư. Để đạt được lớp phủ hoàn hảo, kích thước của những giọt bắn này phải được giảm thiểu. Mạ ion hồ quang tạo ra các giọt có đường kính lên đến 3µm (micromet), trong khi tán xạ chỉ tạo ra những giọt có đường kính tới 0,3µm. Với các giọt bắn nhỏ hơn mười lần, phương pháp tán xạ đã chứng minh được ưu điểm của mình so với phương pháp mạ ion hóa trong việc tạo ra các bề mặt nhẵn hơn và không có khuyết tật.

Tạo lớp phủ bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD)

Trên đây là ví dụ loại dao phay cầu của Harvey Tool được phủ bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học.

Không giống như các phương pháp PVD là sử dụng điện tích cao và va chạm nguyên tử để lắng lớp phủ lên dụng cụ cắt, phương pháp CVD sử dụng các đặc tính hóa học của kim loại để chuyển các hợp chất kim loại lên bề mặt dụng cụ. Các bước sau là những yêu cầu để thực hiện được phương pháp CVD:

1. Giống như phương pháp PVD, bước đầu tiên là tạo ra một buồng chân không khoảng 1 Pa (0,0000145 psi) để loại bỏ tất cả độ ẩm và tạp chất.
2. Nhiệt độ bên trong của buồng được tăng lên trong khoảng 600 – 1000°C (1112 – 2012° F).
3. Nhiệt độ yêu cầu trong quá trình CVD cao hơn đáng kể so với PVD bởi vì phương pháp này yêu cầu phản ứng hóa học xảy ra giữa khí chảy vào buồng và dụng cụ cắt. Nhiệt độ cao là cần thiết để bắt đầu và duy trì các phản ứng này.
4. Sau khi chất nền được nung nóng đến nhiệt độ mong muốn, các kim loại dự định phủ lên dụng cụ vốn đã ở trạng thái hơi, được liên kết hóa học với một loại khí phản ứng (thường là Clo) và chảy vào trong buồng.
5. Khi lượng khí được chuyển qua buồng chân không xung quanh dụng cụ cắt, các vật liệu kim loại sẽ liên kết với nó.
6. Khí hydro sau đó được bơm vào buồng và sẽ kết hợp với Clo và kim loại.
7. Khi hỗn hợp này gặp dụng cụ cắt đang được nung nóng, năng lượng nhiệt tạo ra phản ứng trong đó Hydro và Clo liên kết và để lại các vật liệu kim loại trên các bề mặt của dụng cụ.
8. Trong buồng có một lỗ thoát, lượng khí thải (HCl) được loại bỏ.

Tham khảo bài viết gốc ở đây

MODEL-BASED DEFINITION: Bạn đã sẵn sàng chưa ?

1. Những hạn chế của bản vẽ 2D

• Sự bùng nổ của công nghệ di động và công nghệ 3D khiến việc hiển thị 3D (3D Visualization) trở thành xu hướng chủ đạo
• Bản vẽ 2D được tạo ra từ mô hình 3D. Việc làm này tốn nhiều thời gian và đôi khi là vô ích.
• Tự bản thân bản vẽ 2D không đủ để thể hiện hết những ý tưởng người thiết kế đưa vào sản phẩm. Do đó một thiết kế toàn diện bắt buộc phải lưu trữ trên nhiều nguồn dữ liệu khác nhau và không liên kết được với bản vẽ 2D
• Bản vẽ 2D không phù hợp khi sự hợp tác diễn ra trên diện rộng và vượt qua những rào cản địa lí
• Bản vẽ 2D có thể bị hiểu nhầm dẫn đến thiết kế không phù hợp và dữ liệu không chính xác
• Kỹ sư trẻ ngày hôm nay không giống với kỹ sư trẻ ngày xưa. Đối với họ, tạo bản vẽ 2D giống như một bước thụt lùi bởi họ “suy nghĩ, thấy và làm trên 3D”.

Rừng lá thấp & Tôi

Năm 6 tuổi tôi bắt đầu nghe nhạc lính và bài hát đưa tôi đến dòng nhạc là Rừng lá thấp của nhạc sĩ Trần Thiện Thanh. Theo như lời tự thuật của tác giả thì bài hát này ông viết để tiếc thương cho người bạn thân sau Mậu Thân đã “không thèm” nghe ông hát nữa.

Khắc phục lỗi Has stopped working của Cimatron

Hi các bạn,

Khương nhận được rất nhiều câu hỏi liên quan đến việc đang chạy Cimatron thì bị lỗi Stop working. Và đây là câu trả lời theo những gì Khương biết

Khi khách hàng không chỉ là khách hàng

Gặp anh

Vài năm trước tôi có dịp làm việc với anh trong một dự án phân tích Moldex3D. Model dùng để phân tích chứa gần 100 phần tử Round. Để tăng tốc phân tích, yêu cầu cơ bản là phải xóa toàn bộ những phần tử round quá nhỏ và khi nhìn thấy cái Feature Tree dài như cái sớ, tôi thầm nghĩ “Thôi xong ! Coi như sáng nay nghỉ khỏe”. Nhưng không ngờ chỉ sau 10 phút, model đã được gỡ bỏ toàn bộ những phần tử round như tôi yêu cầu và đã sẵn sàng để phân tích. Thật ấn tượng ! Do những nguyên tắc bảo mật và lịch sự, tôi không tiện nhìn cách anh làm việc nhưng tôi có hỏi thì được anh cho biết một số kỹ năng thiết kế như dùng lệnh Round khi model hoàn thiện, không dùng đối tượng hình học tạo bởi lệnh Round làm tham chiếu cho những feature khác , nhận xét tính đối xứng của model … Những qui tắc này không phải tôi không biết nhưng khi đụng những tình huống nan giải như trên tôi mới thấy nó phát huy tác dụng ghê gớm đến mức nào.

Nhận thức của tôi về bản quyền

Giai đoạn trước 2003

Năm 2002 tôi mua cái máy tính đầu tiên và khi đó chưa hề có 1 khái niệm gì về bản quyền phần mềm. Máy tính mua về có sẵn Win XP và khi tôi cài thêm AutoCAD 2000, thì thấy trên nhãn đĩa có sẵn S/N nên cứ thế điền vào thôi. Lúc đó tôi nghĩ rất đơn giản: phần mềm phải được miễn phí vì người dùng đã bỏ ra một đống tiền để mua máy tính rồi (lúc bấy giờ bỏ ra 7.5 triệu để mua cái máy tính là kinh khủng với tôi lắm luôn á). Giờ nhớ lại thấy mình ngây thơ thấy ớn (là ngu chứ không phải ngụy biện nha). Thời đó tôi cứ đắm đuối với mấy cái đĩa phần mềm của anh Lê Hoàn hay Phạm Hồng Phước và những tạp chí tin học như Làm Bạn Với Máy Tính hay Echip. Cứ thấy giới thiệu phần mềm nào là phải cài phần mềm đó, S/N hay keygen thì luôn có sẵn nên tha hồ thử nghiệm thôi.

Biển mặn và tôi

Biển mặn …

Mùa hè năm 2005 (hay 2006) khi đang trực gác ở Phường Đội thì tôi đọc được một bài viết trên báo CAND với nội dung lên án và đả kích dữ dội DVD Asia 50 Trần Thiện Thanh: CUỘC ĐỜI – TÌNH YÊU – SỰ NGHIỆP. Vì tò mò nên tôi cố tìm cho bằng được bộ DVD này để xem cho biết. Sau khi xem hết bộ 2 DVD, cái lớn nhất mà tôi thu hoạch được là những hiểu biết về thân thế và sự nghiệp của nhạc sĩ Trần Thiện Thanh vì hầu hết những bài hát trong 2 DVD này tôi đã chọn ca sĩ hát từ rất lâu rồi nên khi những ca sĩ khác hát tôi không thích lắm. Trừ một ngoại lệ là bài Biển Mặn được kết hợp bởi ca sĩ Nhật Trường và Đặng Thế Luân.

Phát hành DVD Trình bày bản vẽ nâng cao với PTC Creo Parametric 3.0

Chào các bạn,

Sau 4 tháng chuẩn bị, tôi vui mừng thông báo phát hành bộ DVD Trình Bày Bản Vẽ 2D với PTC Creo Parametric 3.0. Việc tôi quyết định thực hiện bộ DVD này xuất phát từ một sự trăn trở “Tại sao phải trình bày bản vẽ 2D trên AutoCAD ?” và một niềm tin “Nếu các doanh nghiệp nước ngoài trình bày bản vẽ 2D trên chính phần mềm CAD 3D thì chúng ta cũng làm được“. Và nếu làm được điều này thì chúng ta sẽ tiết kiệm được rất nhiều thời gian và triệt tiêu những sai sót chủ quan do chỉnh sửa bản vẽ 2D trên một phần mềm khác.

Thông báo phát hành DVD Thiết kế cơ bản với PTC Creo Parametric

Chào các bạn,

Sau hơn 3 tháng chuẩn bị, tôi chính thức phát hành bộ DVD Thiết kế cơ bản với PTC Creo Parametric. Đây là bộ DVD đầu tiên nằm trong loạt DVD hướng dẫn tự học phần mềm PTC Creo Parametric do tôi biên soạn.

Với 40 clip chất lượng Full HD (1920 x 1080), thuyết minh rõ ràng kéo dài trong 8 tiếng, bộ DVD này hướng đến đối tượng người dùng chưa biết gì về PTC Creo Parametric nhưng muốn nhanh chóng sử dụng phần mềm này để thiết kế 3D cơ bản.

Tôi đi học cao học

Tôi thích đi dạy và đôi khi cảm thấy nghề giáo là cái nghiệp của mình. Mà để được dạy ở trường Đại học thì mèng lắm tôi phải có bằng thạc sĩ. Tức là tôi phải học lên cao học và tôi phải quyết định xem sẽ học theo hướng nào. Dù đến giờ tôi vẫn cảm thấy đầy tự hào khi nói “Tôi là dân kỹ thuật” nhưng khi quyết định học lên cao học, tôi lại chọn ngành Quản trị kinh doanh. Tôi đã suy nghĩ khá nhiều về quyết định này và có 3 lí do chính để tôi lựa chọn như vậy: