Sáng chế máy cắt kính an toàn

Chiếc máy này hiện đã trở thành thiết bị quen thuộc tại nhiều công ty nhôm kính lớn trong nước, thậm chí còn được xuất khẩu sang một số thị trường nước ngoài.

Mặc dù đều là những loại kính phổ biến trong các công trình xây dựng nhưng so với kính cường lực hay kính đơn (loại kính thông thường phẳng và trong suốt, dễ vỡ), kính dán an toàn có nét đặc biệt hơn rất nhiều. Dù không được gia công để tăng khả năng chịu lực song kính dán an toàn vẫn có độ bền tốt bởi cấu tạo gồm hai hoặc nhiều lớp kính đơn được ghép với nhau bằng lớp keo dán ở giữa. Nếu chẳng may bị vỡ, các mảnh vụn vẫn dính lại nhờ lớp keo nên đảm bảo an toàn cho mọi người xung quanh.

Nét đặc biệt này cũng đặt ra bài toán khó cho những người thợ nhôm kính trong quá trình cắt gọt – công đoạn cần thiết để đưa các tấm kính vào sử dụng. “Kính dán an toàn là một trong những loại kính khó cắt nhất”, anh Trần Văn Quyết, Giám đốc Công ty TNHH Sản xuất và Thương mại dịch vụ Linh Sơn Windows ở Thường Tín (Hà Nội) cho biết. Hầu hết các cơ sở sản xuất nhôm kính nhỏ ở Việt Nam thường cắt theo phương pháp thủ công – “cắt bằng tay như thế rất vất vả, vì muốn cắt kính dán thì phải cắt cả hai mặt, cắt xong mặt này rồi lật ngược trở lại mặt kia, cắt đúng vị trí cũ thì mới bẻ được, không phải như kính đơn cắt một mặt rồi bẻ là xong”, anh giải thích. Phương pháp này không chỉ tốn thời gian, công sức mà còn không đảm bảo an toàn trong quá trình cắt.

Một số doanh nghiệp sản xuất lớn đã áp dụng máy cắt kính dán có hai lớp dao cắt mặt trên và mặt dưới cùng lúc, không phải lật kính nên hiệu quả và an toàn hơn. Tuy nhiên, dưới góc nhìn của những người trong ngành như anh Quyết, giải pháp này trên thực tế vẫn chưa hoàn toàn tối ưu: “Máy cắt có hai mũi dao theo phương thẳng đứng tì trực tiếp vào mặt kính, tạo ra áp lực lớn đối với mũi dao cắt, đặc biệt khi dao cắt di chuyển với tốc độ cao. Trong trường hợp gặp vật cản rất dễ dẫn đến gãy mũi dao. Ngoài ra, việc bố trí dao cắt theo phương thẳng đứng dễ dẫn đến tình trạng mạch cắt không ổn định, dễ thiên lệch do mũi dao có độ đàn hồi rất thấp, làm giảm tuổi thọ của đầu mũi dao và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm”.

Những băn khoăn trên đã dẫn đến sự ra đời của chiếc máy cắt kính của anh Trần Văn Quyết. Với cấu tạo đơn giản, dễ dàng vận hành, chiếc máy này giúp tăng năng suất cắt kính ba lần so với phương pháp truyền thống, đồng thời tuổi thọ của mũi dao được nâng cao, giảm các chi phí bảo trì, bảo dưỡng thiết bị. “Ý tưởng ban đầu của tôi là chế tạo ra thiết bị cắt để cho anh em đỡ vất vả, đảm bảo an toàn cũng như năng suất cắt kính”, anh nói.

Về bản chất, chiếc máy cắt kính của anh Quyết vẫn theo nguyên lý chung – cắt đồng thời cả hai mặt trên dưới của tấm kính dán an toàn. Thành phần quan trọng nhất trong chiếc máy này là bộ dao cắt. Nhưng lưỡi dao cắt kính vốn phổ biến, bản thân anh Quyết cũng như nhiều cơ sở sản xuất máy cắt kính khác cũng mua lưỡi dao sẵn có trên thị trường về chế tạo, lắp ráp. Vậy điểm sáng tạo ở đây là gì? “Nguyên lý hoạt động của thiết bị không phức tạp, điều đáng chú ý nằm ở cách bố trí, xác định lực cắt,…”, anh giải thích. “Đây là bí quyết riêng, tuy chiếm phần nhỏ song lại là yếu tố quyết định đến hiệu quả và thành công của chiếc máy này”.

Với một người chưa từng qua trường lớp đào tạo bài bản về kỹ thuật như anh Trần Văn Quyết, việc tìm ra bí quyết công nghệ của chiếc máy cắt kính này có lẽ là một bài toán không đơn giản? “Đúng là không đơn giản, nhưng nằm ở vấn đề triển khai chứ không phải là ý tưởng. Khi đặt ra bài toán, tôi đã hình dung trong đầu phải xử lý như như thế nào, phải tưởng tượng ra cái này cái kia, về phần cơ khí phải kết nối với nhau như thế nào, sau đó cứ thế làm theo ý tưởng của mình thôi”, anh Quyết cho biết.

Nhờ ý tưởng sáng tạo sẵn có, anh dễ dàng phác họa mô hình chung của chiếc máy: Phần dao cắt sẽ có kết cấu dạng đòn bẩy, gắn với trục tại vị trí chính giữa, mũi dao gắn vào một đầu của đòn bẩy với thiết kế vát chéo một góc 45o. Đầu còn lại của đòn bẩy gắn với lò xo. Lực kéo dãn lò xo tại đầu này sẽ tạo lực tác động đối xứng lên đầu còn lại của đòn bẩy và mũi dao sẽ được tì vào mặt kính. Anh Quyết cho biết với nguyên lý đòn bẩy, mũi dao sẽ hoạt động ổn định nhờ độ đàn hồi cao của lò xo, tăng hiệu quả cắt kính, chất lượng sản phẩm cũng như tăng tuổi thọ dao cắt.

Tuy nhiên, quá trình đi từ ý tưởng đến sản phẩm ứng dụng trong thực tế không hề đơn giản. Thách thức lớn nhất trong quá trình thử nghiệm máy cắt kính là chi phí tốn kém, nếu sơ suất là thành “máy phá kính ngay”, anh Quyết cho biết, “mỗi mét vuông kính vài trăm nghìn đồng, chỉ cần lỗi một lúc là mất hàng chục triệu đồng”. Xuất phát từ một doanh nghiệp nhỏ, thiếu cả nguồn vốn lẫn nhân lực, anh phải cố gắng tự xoay xở. “Khi đó chỉ có mỗi tôi và người cháu cùng làm, cả hai lọ mọ một năm trời mới làm ra cái máy, cũng tốn kém nhưng may mắn được gia đình, vợ con ủng hộ”. Quãng đường này gian nan tới mức dù bây giờ đã thành công, nhưng “nếu cho mình bắt đầu lại thì chắc mình không dám làm”, anh Quyết cười nói.

Những nỗ lực của anh đã mang lại kết quả xứng đáng: chiếc máy cắt kính dán an toàn có thể cắt được tấm kính với kích cỡ tối đa là 10m2 mà không phải lật lại, đảm bảo an toàn cho người dùng cũng như tăng năng suất cắt. “Công suất cắt phụ thuộc vào đơn hàng, nếu cắt theo hàng loạt, hàng trăm tấm giống nhau thì tốc độ rất nhanh, trung bình cắt được từ 300-500m/ngày”, anh cho biết. Quy trình vận hành cũng rất đơn giản, người dùng chỉ cần ấn công tác khí nén cấp cho xi lanh, dưới tác động của xi lanh, lò xo sẽ bị kéo dãn, từ đó mũi dao sẽ tì chặt vào mặt trên và mặt dưới của tấm kính. Lúc này công tắc hành trình sẽ tự động mở mạch điện cho động cơ để di chuyển cụm dao thực hiện chế độ cắt theo hướng đã định sẵn. Sau đó tới bước bẻ kính, mặt bàn bẻ được nâng lên để bẻ mặt kính phía dưới và bẻ xuống làm gãy mặt kính phía trên. Cuối cùng là nhấn công tắc để đưa hệ thống dao cắt trở về vị trí ban đầu.

Ngay khi bắt tay vào chế tạo, anh Quyết đã quan tâm đến việc đăng ký bảo hộ sở hữu trí tuệ cho sản phẩm của mình. “Nghiên cứu cần một thời gian dài, nếu không chú ý bảo hộ như nhiều nơi nghiên cứu xong đến khi ra thị trường chẳng còn gì cả. Điều quan trọng là mình phải bảo vệ được bí quyết của mình”, anh nhận xét. Với suy nghĩ này, anh đã sớm nộp đơn đăng ký và được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích về bộ dao dùng cho máy cắt kính vào năm 2021.

Chỉ vỏn vẹn vài năm kể từ khi hoàn thiện đến nay, chiếc máy cắt kính của anh Trần Văn Quyết đã được ứng dụng ở nhiều doanh nghiệp nhôm kính trên cả nước. “Hiện nay chúng tôi đã phát triển hơn 20 dòng sản phẩm để phục vụ cho các thị trường, đối tượng khách hàng khác nhau. Hầu hết các nhà máy kính ở Việt Nam, trong đó có những nhà máy thuộc hàng lớn nhất nhì trong nước cũng là khách hàng của chúng tôi, ngoài ra cũng xuất khẩu một số sản phẩm sang Sơn Đông (Trung Quốc)”, anh tự hào kể lại.

Có lẽ, điều quan trọng nhất giúp chiếc máy cắt kính của anh Trần Văn Quyết thuyết phục được khách hàng chính là chất lượng. Vậy chất lượng ở đây là gì? “Chính là khả năng thỏa mãn nhu cầu của khách hàng”, anh phân tích. “Chiếc máy của tôi phù hợp với thị hiếu của Việt Nam, chẳng hạn như giá rẻ, tốc độ nhanh. Các máy của nước ngoài thiên về tự động hóa, giảm bớt sức lao động của con người, chẳng hạn như công nhân chẳng cần làm gì, máy làm tự động hoàn toàn nhưng mất khoảng 10 phút mới ra một tấm kính. Máy của mình vẫn phải có con người hỗ trợ thêm một tí, nhưng chỉ khoảng 10 giây là ra được một tấm. Ngoài ra máy của nước ngoài không chú ý lượng kính thừa, kính thừa bao nhiêu họ bỏ đi nhưng máy của mình gọt được tối đa ở các điểm nhỏ nhất, hạn chế kính thừa. Chi phí bảo dưỡng máy của tôi cũng rất rẻ, vài năm có khi chỉ mất 2-3 triệu đồng bảo dưỡng, còn máy của nước ngoài khi xảy ra sự cố phải tốn nhiều thời gian, chi phí mới mời được chuyên gia sang sửa”.

Để đáp ứng nhu cầu của khách hàng, anh không ngừng tìm cách hoàn thiện sản phẩm và nâng cao năng lực chuyên môn cho đội ngũ của mình. “Hiện nay chúng tôi đã tích hợp cánh tay robot trong máy cắt để tự động lấy tấm kính, tạo thuận tiện hơn cho quá trình cắt kính. Chúng tôi cũng yêu cầu các nhân viên không được phụ thuộc vào bản thiết kế, phải nắm rõ từng chi tiết, bất kể trường hợp nào khách hàng gọi báo hỏng là phải xử lý được vấn đề cho khách hàng ngay lập tức”, anh nói.