Khái quát về công nghệ sản xuất khuôn mẫu

Chương 1: Tổng quan   1  Chương 1 Tổng quan 1.1 Tình hình sản xuất nhựa trên thế giới Bước qua thiên niên kỉ mới, dựa trên nền tảng sự phát triển như vũ bảo của khoa học kỹ thuật, với mong muốn thỏa mãn ngày càng tốt hơn nhu cầu của con người về mọi mặt, những công nghệ mới, những vật liệu mới đã và đang được tìm ra và đưa vào trong sản xuất. Nổi bật trên hết là loại vật liệu Polymer nhân tạo với nhiều đặc tính ưu việt như nhẹ, bền, thích ứng tốt điều kiện môi trường, dễ tái sinh, dễ tạo hình… đã được sử dụng ngày càng phổ biến. Sự cạn kiệt của nguồn tài nguyên như: gỗ, kim loại… cũng là lý do thúc đẩy con người dần dần chuyển sang dùng nhựa thay thế các loại vật liệu khác. Điều này có thể thấy rõ thông qua bảng đối chiếu chỉ số chất dẻo bình quân qua đầu người ở một số nước sau : Bảng 1.1: Bảng đối chiếu chỉ số chất dẻo bình quân đầu người ở một số nước (đơn vị tính là kg/đầu người) (Nguồn: Liên Đoàn Nhựa các nước ASEAN, Hiệp Hội Nhựa Mỹ, CIPAD) Chương 1: Tổng quan   2  Ngày nay, vật liệu nhựa đã tạo ra được những sản phẩm đáp ứng những yêu cầu cao, các chi tiết máy dần dần được thay thế bằng nhựa làm cho giá thành chế tạo giảm xuống đáng kể, tiết kiệm được công sức chế tạo và vật liệu quí, trong khi khả năng làm việc của các chi tiết vẫn được đảm bảo như bánh răng, vỏ máy, vỏ xe... Nhưng để tăng các cơ lý tính, người ta phải gia cường sợi thuỷ tinh hoặc khoáng chất vô cơ… thường mức gia cường từ 15% đến 60% sợi thuỷ tinh. Các sản phẩm nhựa cũng khẳng định được tính đa dạng và thông dụng trong cuộc sống như keo dán, vỏ bọc cách điện, vật liệu cách li, vật liệu làm sàn, ống lắp ráp, các thiết bị phòng tắm, dây cáp, phần lớn các chi tiết đúc... Trong dân dụng vật liệu nhựa đã đi sâu vào tận những ngóc nghách nhỏ nhất như chén đĩa, chậu, xô, bàn ghế… Tình hình ngành nhựa ở các nước ASEAN trong những năm gần đây: Sau sự kiện khủng bố nước Mỹ ngày 11/9/2001, sự khủng hoảng trầm trọng của nền kinh tế Mỹ ảnh hưởng đến nền kinh tế toàn cầu trong đó khu vực ASEAN, có tác động đến nghành công nghiệp nhựa ở các nước ASEAN. Tuy nhiên tiến độ tăng trưởng của nghành nhựa trong khu vực này vẫn đảm bảo tốc độ tăng trưởng 6% mỗi năm trong 5 năm (1999-2003), cụ thể là từ 6,55 triệu tấn lên 9,44 triệu tấn giá trị tổng sản lượng từ năm 2004 trở đi. Bảng 1.2: Tốc độ phát triển công nghệ chất dẻo ở các nước ASEAN từ năm 1999- 2003 ( triệu tấn/năm) ( Nguồn: Liên đoàn nhựa các nước ASEAN) Chương 1: Tổng quan   3  Ở Thái Lan công nghiệp nhựa giữ một vị trí quan trọng trong việc phát triển công nghiệp quốc gia. Sản xuất nguyên liệu nhựa trong nước đạt 2 tỉ USD cho quốc gia và gia công sản phẩm nhựa đạt 4,6 tỉ USD trong tổng số 15 tỉ giá trị tổng sản phẩm công nghiệp của Thái Lan. Cùng với Thái Lan, Singapore là một trụ cột của AFPI (Liên Đoàn Nhựa Các Nước ASEAN). Công nghệ tri thức phát triển đã thúc đẩy kinh tế nói chung và công nghiệp nhựa Singapore nói riêng luôn giữ vị trí hàng đầu và là trung tâm xuất khẩu nguyên liệu nhựa của ASEAN ra thị trường thế giới. 1.2 Tình hình sản xuất nhựa ở Việt Nam Theo Hiệp hội Nhựa Việt Nam, nền công nghiệp nhựa Việt Nam có kim ngạch xuất khẩu trong năm 2006 là 500 triệu USD, tăng 380 triệu USD so với năm 2005 và xu hướng tiêu thu nhựa trong nước tăng theo đầu người hàng năm từ 23kg trong năm 2006 đến 38-40kg vào năm 2010 (khoảng 28-30%/năm). Hình 1.1 Biểu đồ khối lượng nhựa bình quân theo đầu người Trong xu hướng tăng trưởng này sẽ có sự phát triển ngày càng nhiều ngành công nghệ sản xuất giá trị cộng thêm trong sản phẩm, tập trung vào các công ty chuyên xuất khẩu, các công ty hoạt động trong lĩnh vực có giá trị gia tăng cao của nền kinh tế. Bên cạnh đó, việc gia nhập WTO đang kích thích các doanh nghiệp nhựa Việt Nam nâng cao khả năng cạnh tranh, cập nhật công nghệ mới… Chương 1: Tổng quan   4  Tuy nhiên, tất cả những yêu cầu phát triển đó lại dựa vào việc phải nhập khẩu từ 85-90% nguồn nguyên liệu thô. Vì thế nền công nghiệp nhựa Việt Nam đang và sẽ là thị trường lý tưởng cho các doanh nghiệp, các tập đoàn quốc tế lớn hoạt động liên quan đến lĩnh vực nhựa trên thế giới. Hình 1.2 Biểu đồ khối lượng sản phẩm nhựa ở Việt Nam Trong năm 2007, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhựa của nước ta tới thị trường Châu Âu đạt 212,6 triệu USD. Dự báo, với tốc độ tăng trưởng trên, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhựa của nước ta sang các nước Châu Âu sẽ đạt xấp xỉ 300 triệu USD trong năm nay, tăng 80 triệu USD so với năm ngoái. Xuất khẩu sản phẩm nhựa của Việt Nam tới thị trường Châu Âu hiện đang tăng trưởng khá. Nửa đầu năm 2008, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhựa tới thị trường này đạt 130,9 triệu USD, chiếm 30% tổng kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhựa, tăng 39% so với cùng kỳ năm ngoái. Trong số các nước Châu Âu, chủ yếu bạn hàng là các nước thuộc EU (chiếm 89% tổng kim ngạch). So với năm ngoái, xuất khẩu sang các thị trường đều tăng trưởng khá do giá xuất khẩu ngày càng tăng và sản phẩm nhựa của nước ta cũng ngày càng đáp ứng tốt nhu cầu của khách hàng vốn được coi là khó tính này. Chương 1: Tổng quan   5  Trong cơ cấu thị trường xuất khẩu sản phẩm nhựa tới Châu Âu nửa đầu năm 2008, do tăng trưởng tốt nên Hà Lan đã vươn lên dẫn đầu với 25,6 triệu USD, chiếm 21% tổng kim ngạch tăng tới 72,8% so với cùng kỳ năm ngoái. Hà Lan là một trong các thị trường có đà tăng trưởng xuất khẩu mạnh nhất. Đức đứng thứ hai với 18,2 triệu USD, chiếm 14% tổng kim ngạch xuất khẩu, tăng 21,8% so với cùng kỳ. Kim ngạch xuất khẩu sang Anh cũng đã vươn lên và đạt xấp xỉ Đức với gần 18 triệu USD, cũng chiếm 14% tỷ trọng. Đứng ngay sau đó là Pháp, đạt gần 16 triệu USD, chiếm 12% tỷ trọng, tăng tới 38,9% so với cùng kỳ 2007. Một số thị trường tuy kim ngạch xuất khẩu chưa cao, từ 12 triệu USD nhưng lại có tốc độ tăng trưởng xuất khẩu rất mạnh là các thị trường Séc (t ăng 339,4%), Nauy (tăng 152,6%), Hunggary (tăng 147,3%), Thụy Sỹ (tăng 133,2%). Về chủng loại, các sản phẩm nhựa được xuất khẩu nhiều nhất tới thị trường Châu Âu là các sản phẩm dùng trong vận chuyển, đóng gói, vải bạt, phụ liệu may mặc, tượng nhỏ, chậu hoa và các đồ trang trí khác, tấm, phiến, màng nhựa và các sản phẩm nhựa gia dụng. Trong đó, được thị trường tiêu thụ nhiều nhất là các sản phẩm dùng trong vận chuyển, đóng gói (chiếm 42% tỷ trọng về kim ngạch), các chủng loại còn lại chiếm từ 8-13% tỷ trọng về kim ngạch. Hình 1.3 Biểu đồ chủng loại sản phẩm nhựa trên thị trường Việt Nam năm 2004 Chương 1: Tổng quan   6  Trong tháng 6/2008 vừa qua, các sản phẩm nhựa gia dụng của Việt Nam được xuất khẩu mạnh, kim ngạch đạt t ới 5,5tr USD, tăng 75,2% so tháng trước. Hộp nhựa là chủng loại được nhiều thị trường nhập khẩu ưa chuộng nhất. Điều này chứng tỏ nhóm sản phẩm này đã khai thác được thế mạnh của mình và đã đáp ứng được yêu cầu của thị trường nhập khẩu nên kim ngạch xuất khẩu tăng mạnh. Như vậy, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhựa gia dụng hiện chỉ còn đứng sau kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm nhựa dùng trong v ận chuyển, đóng gói và các sản phẩm nhựa dạng tấm, phiến, màng. Trong cơ cấu sản phẩm nhựa gia dụng xuất khẩu tháng 6/2008, hộp nhựa vẫn được xuất khẩu nhiều nhất, đạt kim ngạch 1,1triệu USD, chiếm 20% tỷ trọng xuất khẩu; khay nhựa đứng thứ hai đạt kim ngạch 465,9 nghìn USD, chiếm 8% tỷ trọng, tiếp đến là chậu nhựa, chiếm 6% tỷ trọng, ống hút, chiếm 5% tỷ trọng, móc áo, hũ, cùng chiếm 4% tỷ trọng; muỗng nhựa, dĩa nhựa, tô nhựa, ly nhựa…chiếm từ 23% tỷ trọng, còn lại là các loại khác. Bên cạnh việc khai thác mới và xuất khẩu trở lại một số thị trường như Honduras, Na Uy, Đan Mạch, Nigiêria, Áo, Côoet… xuất khẩu sang các thị trường chính đều tăng khá đã khiến xuất khẩu sản phẩm nhựa gia dụng trong tháng 6/2008 này đạt mức tăng trưởng cao. Kim ngạch xuất khẩu sang các thị trường chính là Hoa Kỳ, Đài Loan và Campuchia đều tăng trên 50% trong khi xuất khẩu sang Nhật Bản – thị trường xuất khẩu lớn nhất – kim ngạch xuất khẩu còn tăng gấp 2 (đạt gần 1 triệu USD). Xuất khẩu sang một số nước Châu Âu là Hà Lan, Anh Đức, Nga, Ucraina cũng tăng khá. Hiện nay, kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhựa gia dụng sang Nhật Bản chiếm 17% tổng kim ngạch. Hộp nhựa là chủng loại được xuất khẩu nhiều nhất sang thị trường này (chiếm tới 68,2% tổng kim ngạch), tiếp đến là bình nước lạnh, khay, móc áo, ống hút, linh kiện nhựa kệ bếp, bình tưới hoa, xô nhựa… Trong số các loại hộp, hộp nhựa nắp vặn (dung tích từ 250-1000ml) với giá xuất khẩu từ 0,46 – 0,57 USD/cái được thị trường Nhật Bản ưa chuộng hơn cả. Đối với thị trường Hoa Kỳ, hũ nhựa được nhập khẩu nhiều hơn cả, tiếp đến mới là hộp nhựa, thau nhựa, miếng lót, rổ nhựa, khay nhựa, dĩa nhựa, chậu nhựa… Trong đó, hũ và nắp Protein là chủng loại nhập khẩu rất nhiều, tới gần 70 nghìn bộ. Giá cao nhất là loại hũ PVC 7,0 kg (No.422) với giá xuất khẩu 0,59 USD/chiếc, FOB Cát Lái. Chương 1: Tổng quan   7  Riêng đối với hai thị trường xuất khẩu hàng đầu Châu Âu là Hà Lan và Anh, tiêu dùng tăng cao khiến nhu cầu đóng gói hàng hóa cũng tăng theo. Các loại túi nhựa được xuất khẩu mạnh sang các thị trường này và kim ngạch xuất khẩu chiếm tới 50- 65% tổng kim ngạch xuất khẩu các mặt hàng nhựa nói chung. Hiện giá xuất khẩu túi nylon sang Hà Lan giá tới ,7 USD/kg, túi x ốp EPI 330 x 480 x 580 MM sang Anh giá 2,3 USD/kg… Mục tiêu của ngành nhựa Việt Nam t ừ nay tới năm 2010 là phát triển thành một ngành kinh tế mạnh, s ử dụng tối đa nguyên li ệu s ản xuất trong nước, sử dụng công nghệ vật liệu m ới, phát triển sản xuất các sản phẩm chất lượng cao, đa dạng hoá về chủng loại, mẫu mã, nâng cao kh ả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu trong nước và tăng sản lượng xuất khẩu, tăng nguồn thu cho ngân sách, hội nhập vững chắc vào kinh tế khu vực và thế giới. Đầu tư phát triển sản xuất nguyên liệu là hướng phát triển ưu tiên hang đầu của ngành. Hiện Việt Nam có hai dự án đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất PVC Resin lớn tại tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa -Vũng Tàu với công suất của hai nhà máy lên tới 108.000 tấn; hai dự án sản xuất nguyên liệu PS và hai dự án DOP. Ngoài ra còn nhiều dự án sản xuất khác như nguyên liệu PP, PE; màng BOPP để làm bao bì; tấm PS, PVC, PMMA; tơ sợi tổng hợp... đang được nghiên cứu. Ngành công nghiệp nhựa Việt Nam khi hội nhập kinh tế quốc tế, bên cạnh những thời cơ, thuận lợi thì thách thức đặt ra cũng không nhỏ. Ðó là, hằng năm 90% số nguyên liệu phải nhập khẩu, 70% số công nhân không thạo nghề, 80% số doanh nghiệp có quy mô vừa và nhỏ, chậm đổi mới công nghệ. 1.3 Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu Trên thế giới, cuộc cách mạng về máy tính điện tử đã có tác động lớn vào nền sản xuất công nghiệp. Đặc biệt, trong ngành công nghiệp chế tạo khuôn mẫu hiện đại, công nghệ thông tin (CNTT) đã được ứng dụng rộng rãi, để nhanh chóng chuyển đổi các quá trình sản xuất theo kiểu truyền thống sang sản xuất công nghệ cao (CNC); nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo khôn mẫu từng bước được tự động hoá. (CAD/CAM Trong đó: CAD là thiết kế với sự trợ giúp của máy tính điện tử; CAM là sản xuất với sự trợ giúp của máy tính điện tử, còn được gọi là gia công điều khiển số). Chương 1: Tổng quan   8  Các nước có nền công nghiệp tiên tiến như: Nhật B ản, Hàn Quốc, Đài Loan… đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp, để sản xuất khuôn mẫu chất lượng cao, cho từng lĩnh vực công nghệ khác nhau: • Chuyên thiết kế chế tạo khuôn nhựa, khuôn dập nguội, khuôn dập nóng, khuôn đúc áp lực, khuôn ép chảy, khuôn dập tự động… • Chuyên thiết kế chế tạo các cụm chi tiết tiêu chuẩn, phục vụ chế tạo khuôn mẫu như: các bộ đế khuôn tiêu chuẩn, các khối khuôn tiêu chuẩn, trụ dẫn hướng, lò so, cao su ép nhăn, các lo ại cơ cấu cấp phôi tự động… • Chuyên thực hiện các dịch vụ nhiệt luyện cho các công ty chế tạo khuôn. • Chuyên cung cấp các loại dụng cụ cắt gọt để gia công khuôn mẫu. • Chuyên cung cấp các phần mềm chuyên dụng CAD /CAM/CIMATRON, CAE… • Chuyên thực hiện các dịch vụ đo lường, kiểm tra chất lượng khuôn… Tại Việt Nam, do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, các doanh nghiệp hiện mới chỉ đáp ứng được một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho các công ty liên doanh nước ngoài. Với những sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao (máy giặt, tủ lạnh, điều hoà, ô tô, xe máy…) hầu hết phải nhập bán thành phẩm hoặc nhập khuôn từ nước ngoài vào sản xuất. M ột trong những nguyên nhân cần được đề cập đến là các doanh nghiệp sản xuất khuôn mẫu trong nước hiện đa phần hoạt động ở tình trạng tự khép kín, chưa có s ự phối hợp, liên kết với nhau để đi vào thiết kế và sản uất chuyên sâu vào một hoặc một số mặt hàng cùng chủng loại; trang thiết bị ở hầu hết các cơ sở thuộc trình độ công nghệ thấp; hoặc có nơi đã đầu tư trang thiết bị công nghệ cao, nhưng sự đầu tư lại trùng lặp do chưa có sự hợp tác giữa các doanh nghiệp trong sản xuất. Bên c ạnh đó, nguồn nhân lực thiết kế, chế tạo và chuyển giao công nghệ cũng bị phân tán. Cũng do sản xuất nhỏ lẻ nên ngay cả việc nhập thép hợp kim làm khuôn mẫu cũng phải nhập khẩu với giá thành cao. Những điều này giải thích vì sao chi phí sản xuất khuôn mẫu của các doanh nghiệp Việt Nam luôn lớn, dẫn đến hiệu quả sản xuất bị hạn chế. Chương 1: Tổng quan   9  Quy hoạch phát triển ngành cơ kim khí Hà Nội giai đoạn 2006-2010 đã xác định: Tập trung phát triển các nhóm sản phẩm: Thiết bị đồng bộ; sản phẩm máy công nghiệp; sản phẩm thiết bị kỹ thuật điện; công nghiệp ô tô xe máy; sản phẩm cơ kim khí tiêu dùng. Trong số đó, nhóm sản phẩm cơ bản có liên quan đến sử dụng khuôn mẫu là: sản phẩm máy công nghi ệp, sản phẩm ô tô xe máy và một số ngành sản xuất khác như: sản xuất sản phẩm từ cao su, plastic phục vụ công nghiệp và gia dụng. Kết quả khảo sát thực tế về nhu cầu khuôn mẫu đến 2010, đơn cử riêng về khuôn dập, của một số Cty như sau: Cty Cơ khí Thăng Long: Khuôn dập là 1.500 bộ; Cty Điện cơ Thống Nhất: Khuôn dập là 75 bộ; Cty chế tạo máy điện VN HGR: Khuôn dập là 150 bộ; Cty Xích líp Đông Anh: Khuôn dập là 500 bộ; … Cùng với đó là nhu cầu rất lớn về các loại khuôn nhựa, khuôn đúc áp lực… Như vậy, ngay trên sân nhà, nhu cầu của thị trường về các loại khuôn mẫu là rất cao. Vấn đề đặt ra cho các cơ quan quản lý Nhà nước là: cần phải tiến hành công tác quy hoạch để định hướng phát triển công nghiệp sản xuất khuôn mẫu; thực hiện công tác tổ chức, điều phối, hợp tác, liên kết sản xuất gia các cơ sở ra sao, nhằm đầu tư và phát triển công nghiệp sản xuất khuôn mẫu đạt hiệu quả tối đa. Vậy nên, trong xu thế hội nhập và hợp tác kinh tế quốc tế, muốn tồn tại và phát triển bền vững, ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu của Việt Nam cần phải có các giải pháp đúng, phù hợp. Nếu cứ để sản xuất khuôn mẫu trong tình trạng hoạt động khép kín, một đơn vị khó có thể đảm bảo có những sản phẩm khuôn mẫu chất lượng cao, giá thành hạ. Thời gian tới, cần phải thành lập Hiệp hội của ngành sản xuất khuôn mẫu. Đây sẽ là nơi các doanh nghiệp gặp gỡ, trao đổi thông tin trong và ngoài nước, quảng bá hình ảnh của doanh nghiệp mình cũng như tìm kiếm đối tác và liên kết làm ăn. Hiệp hội còn là nơi có quan hệ chặt chẽ với Chính phủ, Bộ ngành; với các viện và trường đại học; với các cơ quan quản lý Nhà nước, từ đó cung cấp thông tin về chủ trương, chính sách, về cơ chế quản lý, về các công nghệ và thiết bị tiên tiến, về xây dựng thống nhất bộ tiêu chuẩn công nghiệp và tiêu chuẩn an toàn cho ngành khuôn mẫu… giúp các doanh nghiệp nhanh chóng nắm bắt được mọi vấn đề liên quan đến sự tồn tại và phát triển của mình. Theo kiến nghị của Đề tài “Khảo sát thực trạng công nghệ và sự biến đổi năng lực chế tạo máy trong vùng kinh tế trọng điểm để xây dựng những luận cứ khoa học và đề xuất giải pháp về liên kết sản xuất các sản phẩm cơ khí chủ lực” Chương 1: Tổng quan   10  Có được một tổ chức Hiệp hội như vậy, ngành sản xuất khuôn mẫu trong nước mới có thể khắc phục được những yếu kém và tồn tại; vững vàng làm chủ thị trường trong nước cũng như vươn ra chiếm lĩnh thị trường ngoài nước trong giai đoạn tới. 1.4 Sự cần thiết của đề tài Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày nay, việc tạo ra khối lượng sản phẩm ngày càng nhiều mà vẫn đảm bảo chất lượng của sản phẩm là những yêu cầu cơ bản trong quá trình thiết kế. Bên cạnh đó, trong quá trình chế tạo sản phẩm, vấn đề chất lượng hình dáng sản phẩm cũng đóng vai trò không kém khi mà các yếu tố kỹ thuật khác đã được bảo đảm. Do đó, một kỹ thuật quan trọng khi chế tạo các sản phẩm nhựa là ứng dụng công nghệ Gas-injection trong các ứng dụng của ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu. Những ưu điểm quan trọng cần thiết trong quá trình chế tạo sản phẩm nhựa khi ứng dụng công nghệ này bao gồm : • Tiết kiệm vật liệu, một yếu tố quan trọng trong việc giảm giá thành sản phẩm • Rút ngắn thời gian lên khuôn, tạo điều kiện giảm chi phí cho thời gian sản xuất, tăng số lần lên khuôn, giảm chi phí khấu hao và cũng làm góp phần giảm giá thành sản phẩm, đem lại lợi ích to lớn cho người tiêu dùng. • Cải thiện bề mặt sản phẩm, tạo ra độ bóng tương đối cao, tăng tính thẩm mỹ và độ chính xác cho các sản phẩm đòi hỏi độ chính xác cao như các thiết bị nhựa trong y tế, hay các thiết bị cơ khí chính xác. Với những ưu điểm trên, việc ứng dụng công nghệ Gas-injection khi chế tạo sản phẩm nhựa trong ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu là điều thực sự cần thiết. Bên cạnh đó, để đáp ứng nhu cầu sản xuất ngày càng cao, với số lượng sản phẩm ngày càng lớn thì việc ứng dụng công nghệ này sẽ giúp cho các nhà sản xuất đạt được những lợi ích to lớn, đem lại lợi ích cuối cùng cho người tiêu dùng.