Máy đột CNC cho tấm Inox: đục lỗ lưới và mặt dựng trang trí chuẩn kỹ thuật

Máy đột CNC là công nghệ “xương sống” khi sản xuất lưới đục lỗ Inox và các tấm mặt dựng trang trí. So với cắt nhiệt, đột CNC cho tốc độ lặp lỗ vượt trội, mép cắt lạnh (không vùng ảnh hưởng nhiệt), chi phí/chi tiết thấp ở sản lượng vừa–lớn. Bài viết này đi thẳng vào cách chọn máy, dụng cụ, thông số và quy trình tối ưu để đạt bề mặt đẹp, độ chính xác cao, và độ bền cho ứng dụng lưới, facade. Chủ đề thuộc hệ “Cẩm nang Kỹ thuật Gia công Inox”, nhưng nội dung sau đây hoàn toàn độc lập và có thể áp dụng ngay.

Máy đột CNC là gì và vì sao phù hợp với lưới/mặt dựng Inox

– Bản chất: Máy đột CNC (turret punch press/servo-electric punch) dùng chày–cối để “đục” lỗ và tạo hình nguội trên tấm kim loại theo lập trình.
– Lợi thế với lưới/facade:
– Năng suất cao cho mô hình lỗ lặp lại (hàng chục nghìn lỗ/m²).
– Không biến màu do nhiệt, không HAZ; thuận lợi cho bề mặt trang trí BA/HL.
– Dùng được bộ dụng cụ đặc biệt: chày cụm (cluster), bánh xe (wheel tool), chày louver/emboss để tạo hiệu ứng 3D, khe thoáng.
– Chi phí/chi tiết giảm mạnh ở đơn hàng trung–lớn so với cắt laser.
– Giới hạn: Hình dáng quá phức tạp hoặc lỗ cực nhỏ so với bề dày có thể phù hợp hơn với laser; song có thể phối hợp “đột + laser” nếu xưởng có máy tổ hợp.

Các loại máy và thông số cần biết

– Dòng máy phổ biến:
– Turret punch (Amada, TRUMPF, Prima Power): 20–30 tấn (200–300 kN), thay dụng cụ nhanh, nhiều station.
– Servo-electric: tốc độ cao, ổn định, tiết kiệm điện, lực 20–30 tấn đủ cho inox 0,5–3,0 mm.
– Khả năng gia công inox:
– Bề dày khuyến nghị cho lưới/facade: 0,8–2,0 mm (có thể tới ~3,0 mm tùy mẫu và lực máy).
– Tốc độ nhát đột: 200–600 HPM (hit/min) cho inox, tùy đường kính lỗ, bước tiến, chất bôi trơn.
– Kẹp tấm và reposition: cần lập trình tránh va chạm đầu dao, dải kẹp.

Vật liệu Inox: lựa chọn theo công năng và môi trường

– Mác thép:
– Inox 304: cân bằng giữa gia công và chống ăn mòn; dùng đa số ứng dụng nội/ngoại thất.
– Inox 316/316L: chống ăn mòn clorua tốt hơn; nên dùng cho vùng biển, công trình facade ngoài trời cao cấp.
– Inox 201: kinh tế hơn nhưng chống ăn mòn kém; chỉ phù hợp nội thất khô hoặc hạng mục ít khắc nghiệt.
– Bề mặt & bảo vệ:
– BA/2B/HL/No.4; nên dùng film PVC bảo vệ trong quá trình đột để tránh xước.
– Tiêu chuẩn tấm: ASTM A240/A480 giúp kiểm soát thành phần, độ phẳng, dung sai.

Dụng cụ đột và thông số cốt lõi cho inox

Hệ dụng cụ và phủ cứng

– Thick turret A/B/C/D stations; dùng chày thép gió hoặc bột hợp kim, phủ TiN/TiCN/AlCrN để chống dính (galling) inox.
– Dụng cụ đặc biệt:
– Cluster punch: 4–16 lỗ/nhát, tăng năng suất lưới.
– Wheel tool: tạo rãnh, vân trang trí liên tục.
– Forming tool: louver, emboss, dimples tăng độ cứng và thông gió.

Thông số then chốt (khuyến nghị cho inox)

– Khe hở chày–cối (die clearance): 15–20% bề dày tấm (t), cao hơn thép thường để giảm ba via và dính dao.
– Đường kính lỗ tối thiểu: d_min ≈ 1,2–1,5 × t (inox có hóa bền nguội, cần d lớn hơn t).
– Khoảng gân (web) giữa hai lỗ: w ≥ 1,5–2,0 × t; với facade nên p ≥ 2d để đảm bảo bền và thẩm mỹ.
– Khoảng cách mép lỗ đến biên tấm: e ≥ max(2t, 0,5d); với lỗ dài/slot nên e ≥ d.
– Bôi trơn: dầu EP không chứa clo, độ nhớt trung bình; đủ nhưng không quá nhiều để tránh bẩn bề mặt.
– Trình tự đột: phân vùng đối xứng, “rải nhiệt cơ” đều để hạn chế cong vênh.

Mở rộng: công thức diện tích thoáng (open area) và bước lỗ

– Hàng thẳng: OA% = (π d²) / (4 p_x p_y) × 100.
– Hàng so le 60° (phổ biến facade/lưới): OA% = (π d²) / (2√3 p²) × 100.
Ví dụ: d = 5 mm, p = 8 mm (60°) ⇒ OA ≈ 35,4%. Mật độ lỗ ≈ 2/(√3·p²) ≈ 18.000 lỗ/m²; với 300 HPM, một cụm 10 lỗ/nhát, thời gian đột ~6 phút/m².

Quy trình đột CNC cho lưới và mặt dựng: từng bước

1) Thiết kế và kỹ thuật hóa mẫu lỗ
– Chốt mác inox, bề dày, bề mặt; xác định OA%, yêu cầu thông gió/ánh sáng/khối lượng.
– Quy định dung sai: đường kính lỗ ±0,1 mm, lệch hàng ±0,2 mm/m, OA% ±1–2% tùy lớp hoàn thiện.
– Thêm yếu tố gia cường: gân dập, nẹp gấp (hem), nếp chấn chữ V ở mép tấm lớn.

2) Lập trình CAM và tối ưu dụng cụ
– Chọn cluster phù hợp p và d; dùng auto-index để xoay chày hình học (oval, slot, vuông).
– Tạo đường chạy: đột theo dải, đối xứng; chừa micro-joint chống biến dạng khi chi tiết tách rời.
– Kiểm soát vùng kẹp: đẩy pattern tránh clamp marks hoặc dùng reposition thông minh.

3) Chuẩn bị sản xuất
– Kiểm tra mũi chày, lưỡi cối sắc bén, bôi trơn đúng loại; dán film PVC nếu cần.
– Set clearance theo t; test đột 10–20 lỗ, đo ba via, đường kính, lệch tâm; điều chỉnh áp lực stripper.

4) Đột hàng loạt
– Theo dõi nhiệt dụng cụ (galling), ba via, vênh; thay dao định kỳ theo số hit.
– Thu hồi phoi/slug sạch để tái chế; giữ mặt tấm không xước.

5) Hậu xử lý
– Ép phẳng/leveling nếu tấm lớn; tẩy ba via: máy chà băng/brush, rung bi (vibratory), hoặc bavia vi mô bằng bàn chải.
– Rửa sạch dầu, thụ động hóa (passivation) hoặc điện đánh bóng (electropolish) cho facade cao cấp.

6) Kiểm tra chất lượng
– Đo lỗ bằng pin gauge; kiểm OA% bằng ảnh số; kiểm độ phẳng theo ASTM A480.
– Kiểm bề mặt: xước, in dấu kẹp; kiểm đồng đều hoa văn khi ghép nhiều tấm.

Thiết kế hoa văn cho ứng dụng thực tế

– Lưới lọc/thoáng gió:
– d nhỏ (2–4 mm), p ngắn; OA% 20–40% để cân bằng độ cứng.
– Có thể dùng lỗ dài (slot) tăng lưu lượng một chiều; cân nhắc hướng hạt vật liệu.
– Mặt dựng trang trí:
– d lớn (6–12 mm), p ≥ 2d; OA% 20–45% tùy yêu cầu che nắng/ánh sáng.
– Tạo hiệu ứng 3D: louver, emboss, dimples bằng forming tool tăng cứng, tạo bóng đổ.
– Mô-đun hóa tấm (ví dụ 1000×2000 mm), canh seam để nối hoa văn liền mạch.
– Cố định và khung đỡ:
– Đục lỗ âm chìm (countersink) cho vít; hoặc slot để bù sai số lắp đặt.
– Dự phòng tải gió: chọn bề dày và gân phù hợp; OA% càng cao, lực gió lên khung càng thấp nhưng độ cứng tấm giảm, cần thêm nẹp.

Chất lượng mép lỗ và xử lý ba via

– Nhận diện vùng cắt: vùng cắt sạch (shear), vùng vỡ (break), ba via (burr). Khe hở đúng và dao sắc giúp tăng shear zone, giảm burr.
– Giải pháp giảm ba via:
– Tăng clearance lên 18–20% t nếu ba via bám dai.
– Dao phủ TiCN/AlCrN, bôi trơn đủ, giảm tốc khi lỗ nhỏ.
– Dùng cối có “shear” (dao bậc) ở tấm dày để hạ lực đột.
– Mức chấp nhận: sau chà bavia, burr <0,05–0,10 mm cho facade nhìn gần.

Kiểm soát cong vênh và xước bề mặt

– Đột xen kẽ đối xứng, chia vùng; tránh đột dồn tại một khu vực.
– Giữ film PVC, dùng bàn chổi/brush trên bàn máy; vệ sinh bi, con lăn.
– Dùng tấm lót mỏng khi lật tấm; tránh kéo lê.

So sánh đột CNC và laser fiber cho lưới/facade

– Năng suất:
– Đột CNC vượt trội khi hoa văn lặp (cluster tool, HPM cao).
– Laser lợi thế ở hình tự do, biến thiên mật độ lỗ, hình họa phức tạp.
– Chất lượng bề mặt:
– Đột: mép lạnh, không cháy xém; có thể có ba via nhỏ (xử lý được).
– Laser: mép sắc, nhưng có HAZ nhẹ và đổi màu trên bề mặt gương nếu không bảo vệ.
– Chi phí:
– Đột tiết kiệm mạnh khi >5.000–10.000 lỗ/tấm hoặc sản lượng loạt.
– Laser tiết kiệm ở mẫu độc bản/hoa văn không lặp, lỗ rất nhỏ (<1,0×t).

Tính toán nhanh phục vụ thiết kế

– Ví dụ facade inox 316, t = 1,5 mm; chọn d = 8 mm, p = 14 mm (60°).
– OA% = (π·8²)/(2√3·14²) ≈ 23,1% → che nắng vừa phải, vẫn thông gió.
– Khối lượng giảm ≈ OA% (bỏ qua gân). Với inox 316 trọng lượng riêng ~8,0 kg/m²/mm, tấm 1,5 mm nặng ~12 kg/m²; sau đục lỗ còn ~9,2 kg/m².
– Khuyến nghị w = p − d = 6 mm ≥ 1,5×t = 2,25 mm (đạt); e mép ≥ 3 mm hoặc 0,5d = 4 mm (chọn 8–10 mm để an toàn lắp đặt).
– Gia cường: thêm gân dập cao 3–4 mm theo cạnh dài để hạn chế võng.

Lỗi thường gặp và cách khắc phục

– Ba via lớn: tăng clearance, mài/đổi dao, thêm bôi trơn, giảm HPM.
– Dính dao (galling): dùng phủ TiCN/AlCrN, dầu thích hợp, giảm tốc, dùng inox 2B thay BA nếu không cần gương.
– Biến dạng tấm: đổi trình tự đột, thêm micro-joint, leveling sau đột.
– Lệch hàng hoa văn: hiệu chỉnh backgauge, bù giãn nở nhiệt, kiểm kẹp.
– Xước bề mặt: giữ film, vệ sinh bàn máy, thêm tấm lót PE.

Chiến lược tối ưu chi phí – năng suất

– Dùng cluster tool đúng mẫu p–d để tăng 5–10 lần tốc độ.
– Gom nhóm dụng cụ, giảm lần thay dao; tận dụng auto-index cho hình xoay.
– Nesting thông minh để tận dụng tấm, giảm phoi; tiêu chuẩn hóa kích thước module tấm.
– Chọn mác vật liệu sẵn kho (304/316 phổ biến) để rút ngắn lead time.

Tiêu chuẩn và kiểm định

– Vật liệu: ASTM A240 (tấm inox), ASTM A480 (dung sai độ phẳng, độ dày).
– Hoa văn đột lỗ: tham chiếu DIN 24041/24043 (mẫu lỗ tròn hàng so le/hàng thẳng, dung sai).
– Quy trình: kiểm soát theo ISO 9001; hồ sơ QC gồm biên bản đo lỗ, OA%, độ phẳng, ảnh bề mặt.

Ví dụ cấu hình sản phẩm tham khảo

– Lưới đục lỗ thông gió: Inox 304, t = 1,0 mm; d = 3 mm; p = 5 mm (60°); OA ≈ 32,6%; hoàn thiện: chà bavia + passivation.
– Facade trang trí cao cấp: Inox 316, t = 1,5 mm; d = 10 mm; p = 16 mm (60°); OA ≈ 28,4%; thêm gân dập 3 mm, điện đánh bóng cục bộ.

Tài liệu tham khảo

– TRUMPF – Punching Technology: https://www.trumpf.com/en_INT/solutions/technologies/punching/
– AMADA – Turret Punch Press Tooling: https://www.amada.com/america/products/tooling/turret-punch-press-tooling
– The Fabricator – Tips for punching stainless steel, die clearance and galling (nhiều bài kỹ thuật về dập/đột inox): https://www.thefabricator.com/
– RMIG – Technical info on perforation patterns & open area: https://www.rmig.com/en/technical+information/choosing+perforation/perforation
– ASTM A240/A480 (Inox tấm, dung sai): https://www.astm.org/

Kết luận

Đột CNC là lựa chọn tối ưu để tạo lưới và tấm mặt dựng Inox nhờ năng suất cao, mép cắt lạnh và tính linh hoạt dụng cụ. Muốn đạt bề mặt đẹp, độ bền và chi phí cạnh tranh, hãy:
– Chọn mác inox đúng môi trường (304/316), bề dày phù hợp.
– Áp dụng thông số cốt lõi: clearance 15–20% t, d_min ≥ 1,2–1,5 t, w ≥ 1,5–2 t, e ≥ 2 t.
– Tối ưu quy trình: cluster tool, trình tự đột đối xứng, bảo vệ bề mặt, chà bavia và passivation.
– Kiểm soát chất lượng theo tiêu chuẩn, tính toán OA% theo công năng.

Cần tư vấn thiết kế hoa văn, chọn dụng cụ chuẩn, báo giá và mẫu thử nhanh cho dự án lưới/mặt dựng? Liên hệ Inox Cường Thịnh – Hotline: 0343.417.281 – Email: inoxcongnghiep.cuongthinh@gmail.com để được kỹ sư của chúng tôi hỗ trợ chi tiết và báo giá tốt nhất.