Sau hai năm nghiên cứu, TS.Ngô Mạnh Dũng (Trường Đại Học Nguyễn Tất Thành) và các cộng sự đã thiết kế, chế tạo thành công máy tự động sản xuất túi vải không dệt dán bằng công nghệ siêu âm.

Cấu tạo và đặc tính của vải không dệt

Cấu tạo của vải không dệt

Vải không dệt có cấu tạo từ hạt nhựa tổng hợp, với các thành phần bổ sung tùy vào nhu cầu sử dụng. Trong quá trình sản xuất, chúng được kéo thành sợi và liên kết với nhau bằng dung môi hóa chất hay nhiệt tạo thành tấm vải nhẹ, dai và xốp.

Vì không qua công đoạn dệt nên được gọi là vải không dệt, nhằm phân biệt với vải được đan xen giữa sợi dọc và sợi ngang bởi máy dệt kim.

Đặc tính của vải không dệt

Vải không dệt có các đặc tính như:

• Nhẹ
• Chịu tải
• Dẻo dai
• Chống thấm nước
• Thông khí
• Đàn hồi
• Giá thành rẻ
• Thân thiện với môi trường
• Không gây dị ứng khi tiếp xúc trực tiếp
• …

Vải không dệt hiện đang sử dụng phổ biến trong các lĩnh vực

– Vải không dệt được sử dụng phổ biến trong công nghiệp dệt may: Túi xách, túi môi trường, túi thời trang, túi quảng cáo của doanh nghiệp, tấm lót trong chăn màn, nệm, giày dép,…

– Vải không dệt còn được ứng dụng trong ngành y tế như: mặt nạ thẩm mĩ, khẩu trang y tế, trang phục bác sĩ phòng mổ, phòng sạch,…

Ngoài ra, vải không dệt sử dụng công nghệ ép nhiệt để hàn – dán thay cho đường chỉ may nên thời gian sản xuất nhanh, không tốn nhiều nhân công.

Sản xuất túi vải thủ công bằng công nghệ dán siêu âm

Nếu sản xuất túi vải thủ công bằng công nghệ dán siêu âm, đầu tiên phải đo cắt vải theo kích cỡ, sau đó dán túi, cho năng suất thấp (nhanh nhất 1 phút/túi). Đó là chưa kể, sản phẩm dán bằng tay không đồng nhất, có nhiều lỗi. Nếu sản xuất bằng máy tự động, có thể cho ra 30 – 120 túi/phút tùy kích cỡ. Một máy có thể thay thế cho 60 máy thủ công.

Tại TP.HCM có khoảng 90 doanh nghiệp sản xuất túi vải không dệt. Hầu hết đều sản xuất thủ công với năng suất thấp, chi phí cao. Chỉ một vài doanh nghiệp lớn mới đầu tư thiết bị dây chuyền sản xuất tự động.

Trong nước, cũng chưa có đơn vị nào thiết kế, chế tạo thiết bị sản xuất túi vải không dệt bằng công nghệ dán siêu âm.

Hệ thống thiết bị tự động sản xuất túi vải không dệt dán bằng công nghệ siêu âm

Các bộ phận của hệ thống

Sau hai năm nghiên cứu, nhóm tác giả đã chế tạo thành công thiết bị sản xuất túi vải dệt bằng công nghệ dán siêu âm. Hệ thống thiết bị này bao gồm: Cụm cấp vải, cụm kéo hàn biên ngang, cụm đột lỗ quai, cụm gấp đôi vải để tạo hình 2 lớp cho túi, cụm cắt và hàn biên dọc,…

Để ứng dụng công nghệ siêu âm trong hàn, nhóm thiết kế, chế tạo hai bộ hàn siêu âm (dán miệng và hông túi), bao gồm biến tử (bộ chuyển đổi áp điện), bộ khuyếch đại và khuôn hàn.

Ngoài ra, hệ thống sử dụng nhiều mạch điều khiển như:

• Điều khiển sức căng vải ở đầu cấp
• Chỉnh mép vải thẳng
• Dán biên dọc
• Đột lỗ quai
• Cắt rời túi

Các mạch điều khiển này được cài đặt và điều chỉnh xác lập chế độ phù hợp cho từng cụm chức năng.

Phần mềm điều khiển toàn bộ dây chuyền sản xuất

Phần mềm điều khiển toàn bộ dây chuyền sản xuất được nhóm soạn thảo và cài đặt vào thiết bị điều khiển lập trình PLC của hệ thống.

– Khi khởi động, phần mềm sẽ thực hiện xác lập trạng thái ban đầu cho các cụm chức năng, hiển thị trạng thái và điều khiển hệ thống.

– Bộ điều khiển trên trung tâm PLC sẽ có các nhiệm vụ sau:

• Giám sát hoạt động của các cụm chức năng
• Thu thập và xử lý lỗi

Khi phát hiện lỗi, lỗi được cảnh bảo bằng còi và PLC dừng vận hành khi hết vải ở cuộn cấp. Đồng thời, các cụm chức năng cũng sẽ báo lỗi và mất khí nén khi sản xuất.

– Dây chuyền có thể giám sát từ xa qua smartphone hoặc máy tính được kết nối internet.

Làm chủ công nghệ – Hướng đến sản xuất tự động hóa

Hệ thống đã được đưa vào sản xuất thử nghiệm sản phẩm tại Công ty TNHH Thiết bị siêu âm Việt Nam (TP.HCM). Năng suất tối thiểu khi sản xuất là 40 túi/phút, với vật liệu vải không dệt thông dụng loại 80g/m². Máy có thể dán các loại túi: sốc đáy có quai, sốc đáy không quai, đột lỗ dạng hột xoài,…

Thử nghiệm cho thấy hệ thống đạt yêu cầu:

• Sản xuất tự động
• Năng suất cao
• Dễ dàng điều chỉnh thay đổi cho các kích cỡ túi khác nhau

Nhóm nghiên cứu đã làm chủ được công nghệ chế tạo thiết bị hệ thống để có thể cung cấp ra thị trường với giá thành chỉ bằng 50% so với nhập ngoại.

Nguồn: khoahocphattrien.vn

Có thể bạn quan tâm: Giải pháp tự động hóa nhà máy thức ăn chăn nuôi