Vài năm trở lại đây tốc độ đô thị hóa ở Việt Nam tăng cao kéo theo ngành xây dựng phát triển cùng với đó là nhu cầu sử dụng các loại vật liệu xây dựng. Gạch ốp lát là loại vật liệu không thể thiếu trong các công trình xây dựng ngày nay. Loại gạch này thường được sản xuất trên các dây chuyền công nghệ hiện đại để đảm bảo năng suất, chất lượng cũng như mẫu mã đa dạng. Trong các dây chuyền đó tự động hóa là một nhân tố quan trọng, thông qua việc sử dụng các hệ thống máy tính và công nghệ thông tin để điều khiển các loại máy móc và quy trình sản xuất khác nhau, các nhà máy đã và đang trở nên hiệu quả hơn trong việc sử dụng năng lượng, nguyên vật liệu và nguồn nhân lực. Với những ưu điểm như giảm chi phí vận hành (tối ưu hóa lao động), tăng năng suất lao động (có thể cho phép dây chuyền hoạt động liên tục), cải thiện và nâng cao chất lượng sản phẩm (nhờ khả năng làm giảm các sai sót của con người) và tạo ra các sản phẩm có chất lượng đồng đều hơn, tăng tính linh hoạt (nhờ khả năng lập trình đối với sự hoạt động của máy móc, thiết bị cũng như tăng mức độ an toàn trong vận hành.

Hiện nay, các công nghệ mới nhất, tiên tiến nhất trong lĩnh vực tự động hóa như công nghệ xử lý ảnh, robot công nghiệp, trí tuệ nhân tạo (AI) đang được sử dụng ngày càng phổ biến trong ngành sản xuất gạch ốp lát. Tuy vậy, việc tiếp cận chúng ở nhiều nước lại khá khác nhau, trong khi ở các nước có trình độ khoa học công nghệ phát triển mạnh, truyền thống như Mỹ, Italia, Tây Ban Nha dây chuyền công nghệ sản xuất đã được nâng cấp lên rất nhiều thì đối với các nước mới nổi như Trung Quốc, Ấn Độ... cơ bản vẫn chỉ là nhen nhóm do khả năng tài chính còn eo hẹp của các nhà đầu tư.

Ở Việt Nam, sản phẩm gạch ốp lát nói chung và gạch bán sứ nói riêng đang phát triển mạnh trong những năm trở lại đây với hàng chục doanh nghiệp trong và ngoài nước. Tại hầu hết các doanh nghiệp này gạch tuy được sản xuất trên các dây 12 chuyền tương đối hiện đại nhưng không có nhiều công nghệ mới dẫn đến năng suất, chất lượng chưa thể bằng các doanh ngiệp đã được đầu tư.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Viện Máy và Dụng cụ công nghiệp cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài Kĩ sư Nguyễn Tiến Hùng thực hiện “Nghiên cứu, thiết kế chế tạo thiết bị kiểm tra khuyết tật bề mặt gạch trên dây chuyền sản xuất gạch bán sứ” với mục tiêu nghiên cứu làm chủ quy trình ứng dụng mã nguồn mở để xây dựng giao diện và chương trình điều khiển tự động cho thiết bị kiểm tra khuyết tật gạch bán sứ (mầu sắc, nứt, vỡ, kích thước...).

Gạch xương bán sứ (hay còn gọi là gạch Semi-Porcelain) là loại gạch được cấu tạo từ thành phần cốt liệu chính là bột đá giống gạch granite nhưng bề mặt gạch được phủ một lớp men giống gạch ceramic. Đây chính là loại gạch nằm giữa granite và ceramic.

Chất liệu gạch ốp lát thường được quy định theo độ hút nước. Theo đó, gạch xương bán sứ chính là loại gạch có độ hút nước từ 0,5% đến 3%.

Xét về cấu tạo, gạch có 2 phần: xương gạch và lớp men phủ trên bề mặt (đặc điểm này giống với gạch ceramic). Thành phần của gạch bao gồm 70% bột đá, 30% đất sét tinh chế và phụ gia.

Nhìn chung mấy năm trở lại đây ngành sản xuất gạch ốp lát trong nước đối diện với sự cạnh tranh khốc liệt từ nhiều đối thủ trên thế giới xâm nhập vào thị trường mà nguy cơ lớn nhất là từ các nguồn gạch nhập lậu từ Trung Quốc trong khi gạch trong nước chưa cho thấy sự khác biệt về chất lượng cũng như mẫu mã. Bên cạnh đó là nhu cầu xây dựng suy giảm do tình hình kinh tế đình trệ do dịch bệnh và chiến tranh thương mại nhưng chỉ là trong ngắn hạn.

Ngành gạch ốp lát thế giới hiện nay đang trong giai đoạn bão hòa với tốc độ tăng trưởng sản lượng sản xuất và tiêu thụ giảm dần, chỉ đạt lần lượt 1,32% và 1,39% trong giai đoạn 2014 - 2018. Sản xuất và tiêu thụ gạch ốp lát thế giới có mức độ tập trung cao tại nhóm 10 quốc gia dẫn đầu là 80,7% tỷ trọng sản xuất và 66,6% tỷ trọng tiêu thụ toàn thế giới trong năm 2018.

Cơ cấu sản xuất gạch ốp lát thế giới đang trong xu hướng chuyển dịch sang châu Á, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ do sự tăng trưởng tích cực của thị trường 4 xây dựng tại đây đã đẩy mạnh sản lượng sản xuất và tiêu thụ gạch ốp lát tại khu vực này. Trong giai đoạn 2019 - 2023, châu Á được kỳ vọng có mức tăng trưởng nhanh về nhu cầu gạch ốp lát.

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

- Nghiên cứu thành công công nghệ xử lý ảnh ứng dụng trong ngành sản xuất gạch bán sứ.

- Nghiên cứu được cấu hình điều khiển kèm hệ thống cơ khí phù hợp với yêu cầu đề ra.

- Chế tạo thành công thiết bị kiểm tra khuyết tật gạch và ứng dụng vào dây chuyền sản xuất.

- Thử nghiệm, đánh giá và hiệu chuẩn thiết bị đáp ứng được yêu cầu đề ra của nhiệm vụ và đơn vị ứng dụng.

- 01 thiết bị kiểm tra khuyết tật gạch bán sứ điều khiển tự động.

- 01 Bộ phần mềm chuyên dùng cho thiết bị kiểm tra khuyết tật gạch bán sứ điều khiển tự động.

- 01 Bộ bản vẽ thiết kế, chế tạo thiết bị kiểm tra khuyết tật gạch bán sứ điều khiển tự động.

- 01 Bộ tài liệu quy trình lắp ráp, vận hành, bảo dưỡng thiết bị

- 01 Bộ báo cáo tổng hợp các kết quả thực hiện của nhiệm vụ.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18735/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)