Trong cuộc sống xã hội ngày càng hiện đại, sự ra đời của nhiều vật liệu làm khung cửa sổ, cửa đi, vách ngăn... bền theo thời gian, chống cháy, không mối mọt, đa dạng về mầu sắc đã làm thay đổi diện mạo mới cho hàng loạt các công trình kiến trúc. Một trong những loại vật liệu đó chính là nhôm Xingfa (hay còn gọi là nhôm hệ Xingfa) là hệ thanh nhôm được đùn ép ra từ các thỏi nhôm lớn. Các thanh này có độ dày từ 1.4mm - 2.0 mm. Trên mặt cắt của thanh nhôm có nhiều rãnh, gân được hãng Xingfa thiết kế nhằm tăng độ cứng, tăng khả năng chống va đập, lực vặn xoắn (thường xuất hiện với cường độ lớn ở nhà cao tầng).

Nhôm Xingfa được ứng dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực xây dựng về cả quy mô và chất lượng. Các loại cửa nhôm hệ Xingfa cao cấp hiện nay được thiết kế theo tiêu chuẩn hiện đại, có tính thẩm mỹ rất cao đặc biệt là khả năng chống cháy, cách âm và chống ồn rất tốt.

Ở nước ta, các cơ sở sản xuất cửa nhôm hệ, chủ yếu vẫn dùng phương pháp thủ công nên sản phẩm có độ chính xác không đồng đều, năng xuất thấp dẫn đến giá thành sản phẩm chưa thể có tính cạnh tranh với sản phẩm được nhập từ nước ngoài. Để khắc phục nhược điểm trên một số doanh nghiệp đã đầu tư mua máy làm cửa nhôm hệ từ nước ngoài về, một số làng nghề cũng đã tìm hiểu, chế tạo các thiết bị đột lỗ thủ công cho ra thị trường, nhưng quá trình nghiên cứu chế tạo của các làng nghề chưa bài bản dẫn đến có nhiều thông số về máy, khuôn chưa được tối ưu.

Để chế tạo ra được một sản phẩm cửa đi, cửa sổ, vách ngăn... từ những thanh nhôm hệ Xingfa cần khoan, khoét rất nhiều lỗ cho lắp ghép các phụ kiện (lỗ lắp bản lề, lỗ lắp ổ khóa, lỗ bắt ngàm liên lết...). Các lỗ này cũng có hình dạng và ở các vị trí rất khác nhau.

Nghiên cứu nâng cao năng suất, chất lượng nhằm hạ giá thành sản phẩm, cải thiện điều kiện làm việc nặng nhọc cho người công nhân luôn là trách nhiệm của những người làm trong ngành cơ khí chế tạo máy. Vì vậy, vận dụng lý thuyết kỹ thuật cơ khí, điều khiển tự động, nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy đột lỗ chuyên dùng để đột các lỗ trong chế tạo cửa nhôm hệ Xingfa có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Xuất phát từ thực tiễn đó, Cơ quan chủ trì Trường cao đẳng công nghiệp Thái Nguyên cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài ThS. Ngyễn Quốc Dũng thực hiện “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo máy đột dập đa năng các lỗ trong gia công cửa nhôm hệ Xingfa bằng thủy lực” với mục tiêu: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết thiết kế và chế tạo máy đột lỗ đa năng trong gia công cửa nhôm hệ Xingfa bằng thủy lực; Kết hợp giữa lý thuyết và thực tế, chế tạo thành công 01 máy đột lỗ đa năng trong gia công cửa nhôm hệ Xingfa bằng thủy lực; Tiến tới thương mại hóa máy ra thị trường góp phần thúc đẩy cơ khí hóa và tự động hóa trong chế tạo sản phẩm cửa đi từ thanh nhôm hệ Xingfa.

Nhôm Xingfa được đùn ép ra từ các thỏi nhôm lớn. Các thanh này có độ dày từ 1.4mm - 2.0mm. Trên mặt cắt ngang của thanh nhôm được thiết kế nhiều rãnh, gân, khoang trống để phù hợp cho lắp ráp kính, gioăng, bánh xe, thanh giằng ngang, tăng độ cứng vững do va đập, vặn xoắn khi gia công, cách âm khi sử dụng. Sau khi đùn ép thanh nhôm được sơn tĩnh điện để bảo vệ và để tạo mầu thẩm mỹ.

Có thể nhận thấy rằng nhôm hệ Xingfa được thiết kế để sử dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực xây dựng. Các loại cửa nhôm hệ Xingfa cao cấp hiện nay được thiết kế theo tiêu chuẩn hiện đại, có tính thẩm mỹ rất cao đặc biệt là khả năng chịu lực, cách âm và trống ồn rất tốt.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Phân tích chọn được vật liệu làm chày, cối là SKD11 còn các chi tiết khác sử dụng thép C45.

- Thiết kế 8 bộ chày cối theo biên dạng của thanh nhôm hệ, chỉ ra mặt định vị của cối hợp lý nhất trong biên dạng thanh nhôm hệ

- Để giảm lực cắt và giảm năng lượng tiêu hao, sử dụng mặt chày vát hai phía đối với lỗ hình và vát một phía đối với lỗ tròn

- Từ các tính toán về lực đã chỉ ra công suất cụm bơm thủy lực là 1,5KW; Áp suất tối đa của bơm dầu đạt 70 kG/cm2; lưu lượng lớn nhất 20 l/ph; Xy lanh thủy lực có đường kính 63/36, hành trình làm việc 80mm; van điều khiển xy lanh loại 4/3, ở vị trí trung gian đóng đường dầu hồi là hợp lý với máy đột lỗ chế tạo.

 Thiết kế được hệ thống điện và điều khiển máy:

- Đưa ra được các thông số kỹ thuật của máy sau tính toán.

- Xây dựng được các bản vẽ chế tạo các chi tiết của máy.

- Kích thước tổng thể của máy: (d x r x c) 2000 x 850 x 1030mm

- Máy không sử dụng được cho các hệ nhôm khác. Nếu muốn mở rộng khả năng của máy thì phải thiết kế lại cối theo biên dạng thanh nhôm hệ đó.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 171121/2019) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)