PFT, Thâm Quyến
Tóm tắt
Nghiên cứu này đánh giá các kỹ thuật đánh bóng bằng robot và đánh bóng hóa học để hoàn thiện đồ trang sức, tập trung vào hiệu quả chi phí lao động và độ đồng đều bề mặt. Một phân tích so sánh đã được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ mẫu gồm 120 thành phần bạc và vàng. Đánh bóng bằng robot sử dụng cánh tay khớp nối sáu trục với đầu đánh bóng tốc độ thay đổi, trong khi đánh bóng hóa học áp dụng các bể axit được kiểm soát trong các điều kiện tiêu chuẩn. Các phép đo độ nhám bề mặt (Ra) được ghi lại bằng máy đo độ nhám tiếp xúc và chi phí lao động được tính toán dựa trên thời gian xử lý và sự tham gia của người vận hành. Kết quả cho thấy đánh bóng bằng robot đạt được độ đồng đều bề mặt nhất quán (độ biến thiên Ra ≤5%) với chi phí thiết bị ban đầu cao hơn nhưng chi phí lao động trên mỗi sản phẩm thấp hơn. Đánh bóng hóa học mang lại độ đồng đều tương đương cho các hình dạng đơn giản nhưng thể hiện sự thay đổi lớn hơn trên các bề mặt phức tạp và phát sinh chi phí vận hành liên quan đến an toàn cao hơn. Các phát hiện ủng hộ việc lựa chọn đánh bóng bằng robot cho sản xuất đồ trang sức số lượng lớn, phức tạp, trong khi đánh bóng hóa học vẫn phù hợp để hoàn thiện theo lô đơn giản hơn với khoản đầu tư hạn chế.
Hoàn thiện đồ trang sức đòi hỏi độ chính xác cao để đáp ứng các tiêu chuẩn về thẩm mỹ và chất lượng. Độ mịn và độ đồng đều của bề mặt ảnh hưởng trực tiếp đến sức hấp dẫn của sản phẩm, trong khi chi phí lao động ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả kinh tế sản xuất. Đánh bóng bằng robot và đánh bóng hóa học là hai phương pháp hoàn thiện được áp dụng rộng rãi, tuy nhiên hiệu suất so sánh của chúng về hiệu quả hoạt động và tính nhất quán của bề mặt đòi hỏi phải đánh giá định lượng. Nghiên cứu này cung cấp một đánh giá có hệ thống để hướng dẫn việc lựa chọn quy trình trong sản xuất đồ trang sức công nghiệp.
Một khuôn khổ thử nghiệm so sánh đã được thiết lập, tập trung vào đầu vào lao động và kết quả độ nhám bề mặt. Nghiên cứu kết hợp khả năng lặp lại và tái tạo bằng cách thử nghiệm các thành phần trang sức giống hệt nhau trong các điều kiện được kiểm soát.
Dữ liệu được thu thập từ một cơ sở sản xuất đồ trang sức có trụ sở tại Thâm Quyến trong khoảng thời gian bốn tuần. Các loại thành phần bao gồm 60 mặt dây chuyền bạc và 60 chiếc nhẫn vàng, đại diện cho một loạt các hình dạng bề mặt.
Đánh bóng bằng robot:Cánh tay robot sáu trục (KUKA KR6) được trang bị đầu đánh bóng tốc độ thay đổi, được lập trình để điều khiển đường dẫn tự động.
Đánh bóng hóa học:Thiết lập bể axit tiêu chuẩn với kiểm soát nhiệt độ (25 ± 1°C) và các giao thức ngâm theo thời gian.
Công cụ đo lường:Máy đo độ nhám tiếp xúc (Mitutoyo SJ-410) để đo Ra, chi phí lao động được tính từ nhật ký thời gian của người vận hành.
Tất cả các quy trình đều được ghi lại để đảm bảo khả năng tái tạo, bao gồm các tập lệnh đường dẫn robot, thành phần bể hóa chất và giao thức an toàn.
Bảng 1.So sánh độ nhám bề mặt (Ra)
| Phương pháp | Hình học đơn giản Ra (µm) | Hình học phức tạp Ra (µm) | Độ biến thiên (%) |
|---|---|---|---|
| Đánh bóng bằng robot | 0.12 | 0.15 | ≤5% |
| Đánh bóng hóa học | 0.14 | 0.22 | 15% |
Đánh bóng bằng robot thể hiện độ biến thiên thấp hơn trên cả hình dạng đơn giản và phức tạp, đảm bảo hoàn thiện đồng đều. Đánh bóng hóa học cho thấy độ biến thiên Ra cao hơn, đặc biệt là trên các hình dạng phức tạp.
Hình 1.Chi phí lao động trên mỗi sản phẩm
Phân tích chi phí lao động cho thấy đánh bóng bằng robot giảm sự tham gia của người vận hành xuống 60%, trong khi đánh bóng hóa học yêu cầu giám sát liên tục về an toàn và kiểm soát chất lượng.
Độ đồng đều cao hơn trong đánh bóng bằng robot là do kiểm soát đường dẫn công cụ chính xác và lực tiếp xúc nhất quán. Độ đồng đều của đánh bóng hóa học phụ thuộc vào hình học, bị giới hạn bởi sự tiếp xúc axit khác nhau trong các khu vực lõm.
Thiết lập robot đòi hỏi khoản đầu tư và bảo trì ban đầu cao hơn.
Đánh bóng hóa học đặt ra những thách thức về quản lý môi trường và an toàn.
Đối với sản xuất số lượng lớn đồ trang sức được thiết kế phức tạp, đánh bóng bằng robot tối ưu hóa cả chất lượng bề mặt và hiệu quả lao động. Đánh bóng hóa học vẫn có thể áp dụng cho các lô đơn giản hơn, số lượng nhỏ với các ràng buộc về chi phí.
Đánh bóng bằng robot cung cấp độ đồng đều bề mặt vượt trội và chi phí lao động trên mỗi sản phẩm thấp hơn, khiến nó phù hợp để hoàn thiện đồ trang sức phức tạp, số lượng lớn. Đánh bóng hóa học là đủ cho các hình dạng đơn giản nhưng đòi hỏi chi phí giám sát lao động và an toàn cao hơn. Nghiên cứu trong tương lai có thể khám phá các phương pháp tiếp cận kết hợp kết hợp đánh bóng trước bằng robot với hoàn thiện hóa học để tối ưu hóa hiệu quả và tính thẩm mỹ bề mặt.
