a. Khái niệm

Công nghệ nano tạo ra các vật liệu mới từ các hạt có kích thước hạt rất nhỏ (cỡ nanomet). Công nghệ vật liệu nano nghiên cứu chế tạo ra các vật liệu có cơ tính đặc biệt siêu bền, siêu nhẹ, hoặc có các tinh chất vật li đặc biệt để thay thế các vật liệu chế tạo truyền thống.

b. Ứng dụng

– Công nghệ vật liệu nano được ứng dụng trong một số lĩnh vực như y học, công nghiệp điện tử, dệt may, nuôi trồng hải sản, công nghệ thông tin, năng lượng, quân sự,…

– Một số vật liệu nano đã được phát triển và có khả năng ứng dụng rộng rãi như:

+ Sợi carbon nano (hinh 6.1a) nhẹ và có độ bền cao hơn thép được sử dụng làm thân vỏ xe, máy bay, tàu chiến giúp giảm tải trọng, tiết kiệm được năng lượng

+ Vật liệu chất dẻo siêu mỏng (hình 6.1b) có thể phát sáng và rất nhạy cảm với áp lực Vật liệu này được ứng dụng để chế tạo các màn hình cảm ứng.

+ Vật liệu Graphene (hỉnh 6.1c) có tính dẫn điện, cứng hơn thép và có thể kéo căng. Có thể dùng làm tấm pin Mặt Trời, màn hình cảm ứng, đèn led vợt tennis, quần áo chống muỗi, dùng trong thiết bị quang học giúp tăng tầm nhìn ban đêm, kính áp tròng,..

+ Vật liệu Aerogel (hình 6.1d) xốp, nhẹ gần bằng không khí, nhưng lại có tính chất chịu nhiệt và chịu nên cao. Vật liệu này có thể ứng dụng làm cầu phao, sản nổi, phao chống va chạm cho tàu biển, giàn khoan

Hình 6.1. Các loại vật liệu nano

Ngoài ra, còn có nhiều loại vật liệu đặc biệt khác đã được phát triển và có tính ứng dụng cao như: bê tông nhựa tự thẩm nước, bê tông tự hẳn các vết nứt, vật liệu mới trong suốt dùng làm pin mặt trời có thể thay thế cho kinh truyền thống.

Công nghệ vật liệu nano nghiên cứu, chế tạo ra các vật liệu mới từ các hạt có kích thước rất nhỏ (cỡ nanomét), có các tính chất vật lí đặc biệt.

a. Khái niệm

– Công nghệ CAD/CAM–CNC là một chu trình công nghệ khép kín từ thiết kế trên máy tính đến chế tạo sản phẩm trên các máy gia công tự động điều khiển số (hình 6.2).

+ CAD (Computer Aided Design) Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính.

+ CAM (Computer Aided Manufacturing) – Sản xuất có trợ giúp của máy tính.

+ CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số bằng máy tính.

+ NC (Numerical Control) — Điều khiển số.

Chương trình NC là chương trình gia công tự động trên các máy công cụ điều khiển số CNC.

Sự phát triển nhảy vọt của kĩ thuật máy tính và công nghệ thông tin, cho phép kết nối thông tin thiết kế từ phần mềm CAD đến phần mềm trợ giúp sản xuất CAM, tạo ra chương trình gia công dùng cho các máy điều khiển số NC, sau đó, chương trình gia công NC được nạp vào bộ nhớ của hệ thống điều khiển của máy CNC để tiến hành gia công, chế tạo. Ưu điểm của công nghệ này là rút ngắn thời gian từ thiết kế đến chế tạo sản phẩm, đáp ứng nhanh yêu cầu của thị trường, năng suất cao, độ chính xác gia công cao, thuận lợi cho việc tự động hóa sản xuất

Công nghệ này chỉ sử dụng được cho các cơ sở sản xuất có máy CNC hoặc các hệ thống sản xuất tự động trang bị các máy CNC (hình 6.2).

Hình 6.2. Sơ đồ hệ thống CAD/CAM CNC

b. Ứng dụng

Công nghệ CAD/CAM-CNC được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất cơ khi (chế tạo mới các chi tiết máy phức tạp, chế tạo mẫu khuôn đúc, chế tạo mẫu nhanh,… ); sản xuất đồ gỗ trong xây dựng, sản xuất điện tử trong y học và in 3D.

Công nghệ CAD/CAM CNC công nghệ khép kín từ thiết kế đến chế tạo theo hướng tự động hoá.

a. Khái niệm

Công nghệ in 3D tạo ra sản phẩm bằng cách bởi đắp từng lớp một tương ứng với từng mặt cắt của sản phẩm, hoàn toàn do máy tính điều khiển tự động. So với công nghệ chế tạo truyền thống thi công nghệ in 3D có thể tạo ra được các sản phẩm có cấu tạo phức tạp (hinh 6.3), cỏ nhiều không gian rỗng bên trong giúp tiết kiệm được vật liệu và chi phi sản xuất.

Hình 6.3. Một số sản phẩm của công nghệ in 3D

b. Ứng dụng

– Có thể in 3D từ các vật liệu như chất dẻo, kim loại, thuỷ tinh, và thậm chỉ tử các tế bào xương

– Công nghệ in 3D giúp chế tạo sản phẩm và tạo mẫu nhanh chóng, đơn giãn.

– Công nghệ in 3D sẽ tạo ra một cuộc cách mạng trong lĩnh vực cơ khí, xây dựng, cũng như trong y học, các lĩnh vực dịch vụ,…

Công nghệ In 3D công nghệ chế tạo sản phẩm bằng bồi đắp các lớp vật liệu

a. Khái niệm

Công nghệ năng lượng tái tạo tìm kiếm các nguồn năng lượng mới để thay thế cho nguồn năng lượng hoa thạch mà không gây ô nhiễm như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thuỷ triều,….

Hình 6.4. Một số nhà máy điện năng lượng tái tạo

Nhiệt năng của năng lượng mặt trời được các tấm pin mặt trời biến đổi trực tiếp thành điện năng (hinh 6.4a).

Năng lượng gió làm quay tuabi và máy phát, tạo ra điện (hình 6.4b).

Năng lượng thuỷ triều có nhiều phương pháp khai thác khác nhau, một trong các phương pháp là sử dụng thuỷ triều làm quay tuabin – may phát điện tạo ra điện (hình 6.4c).

b. Ứng dụng

Hiện tại, các nguồn năng lượng tái tạo đang được nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều quốc gia, tạo thành nguồn năng lượng sạch, it gây ô nhiễm môi trường.

Công nghệ năng lượng tái tạo: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng thủy triều.

a. Khái niệm

Công nghệ Intemet vạn vật (IoT) kết nối các may, thiết bị thông qua cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác, cho phép chúng có thể trao đổi thông tin với nhau trên nền tảng mạng Internet (hinh 6.5) Kết nối có thể là kết nối có dây hoặc không dây.

Hình 6.5, Internet kết nối vạn vật

Công nghệ Intemet vạn vật: các máy móc thiết bị được trang bị các cảm biến, thiết bị điều khiển được kết nối và trao đổi thông tin với nhau thông qua mạng Intemet.

a. Khái niệm

Công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) là tạo ra các phần mềm tự học cho máy tính, cho phép máy tính có thể tiếp nhận được thông tin từ bên ngoài, xử lí thông tin và đưa ra các quyết định điểu khiển. Trí tuệ nhân tạo là mô hình tư duy bắt chước cách tư duy, ứng xử của con người, động vật.

Hình 6.6. Hình ảnh tượng trưng của trí tuệ nhân tạo

b. Ứng dụng

Trí tuệ nhân tạo ứng dụng trong mọi lĩnh vực đời sống và sản xuất nhờ các hệ thống máy tỉnh và cơ sở dữ liệu lớn. Đặc biệt, tri tuệ nhân tạo được ứng dụng trong điều khiển robot thông minh, các hệ thống sản xuất thông minh, hệ thống quản lí và điều hành, trong kinh tế, trong y tế, trong giáo dục, trong giao thông, trong quản sự,…

Công nghệ tri tuệ nhân tạo: tạo ra các phần mềm tự học, bắt chước tư duy của con người.

a. Khái niệm

Công nghệ robot thông minh là công nghệ tạo cho robot khả năng tư duy như con người. Robot thông thưởng là các thiết bị tự động điều khiển theo chương trinh số nhằm thực hiện một thao tác hay hoạt động nào đó của con người. Khi robot này được trang bị thêm trí tuệ nhân tạo thì nó trở thành robot thông minh

b. Ứng dụng

Robot thông minh được ứng dụng thay thế con người trong các hệ thống sản xuất thông minh, trong tiếp thị, trong các lĩnh vực dịch vụ (hinh 6.7).

Hình 6.7. Một số ứng dụng của robot thông minh

Công nghệ robot thông minh robot trang bị tri tuệ nhân tạo, có thể thay thế con người.