Sinh viên chế máy mài vỏ ngọc trai nhanh gấp năm lần sức người

Dự án tận thu xà cừ ngọc trai của nhóm Traivi Bkcim giành giải ba cuộc thi Sáng tạo trẻ, do Đại học Bách khoa Hà Nội chủ trì tổ chức, hôm 4/3.

Nhóm có năm thành viên, gồm Trịnh Tuấn Anh, Vũ Đức Tú, Nguyễn Kim Phường, Lê Đình Khánh (Đại học Bách khoa Hà Nội) và Nguyễn Thùy Dương (trường Đại học Ngoại thương).

Trịnh Tuấn Anh, sinh viên năm cuối ngành Cơ điện tử và là trưởng nhóm, cho biết ý tưởng về chiếc máy xuất phát từ trải nghiệm của bản thân. Quê tại làng nghề khảm trai Chuôn Ngọ, huyện Chương Mỹ, Hà Nội, Tuấn Anh nhiều lần chứng kiến người nhà, hàng xóm gặp nạn khi dùng tay trực tiếp đưa vỏ trai vào máy mài thủ công.

"Nghề này vất vả, nguy hiểm, trong khi lớp xà cừ của vỏ trai có nhiều công dụng, thường dùng để khảm trang sức, đồ dùng và quần áo, mang lại giá trị thẩm mỹ và kinh tế", Tuấn Anh nói.

Đầu năm 2022, Tuấn Anh chia sẻ ý tưởng với bạn bè ở phòng nghiên cứu R&D Cimlab, thuộc Đại học Bách khoa Hà Nội, và được hưởng ứng. Cả nhóm bắt đầu bằng việc đến làng Chuôn Ngọ, tìm hiểu công việc mài vỏ trai.

Tuấn Anh cho biết một người cần trung bình 25 phút để mài một vỏ trai. Tuy nhiên, vỏ trai được mài thủ công thường phải cắt nhỏ từng mảnh để tiện thao tác. Việc này ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ và chất lượng của lớp xà cừ. Ngoài ra, việc hít trực tiếp bụi mài ảnh hưởng đến sức khỏe người dân, nước rửa bụi mài gây ô nhiễm môi trường.

"Vì thế, cả nhóm muốn tạo ra một sản phẩm an toàn, tăng năng suất và giảm ô nhiễm", Tuấn Anh nói.

Do chưa thấy sản phẩm nào tương tự, nhóm tự mày mò mọi công đoạn. Tuấn Anh kể đầu tiên các thành viên dùng tia laser để mài vỏ trai nhưng không thành công, sau đó thử đến tia nước, dung dịch hỗn hợp vẫn thất bại. Cả nhóm nhận định vỏ trai có lớp sừng rất chắc, nếu không tìm ra chất liệu và phương pháp mài hiệu quả, dự án không thể tiếp tục. Cuối cùng, nhóm nghiên cứu tìm đến phương pháp phun hạt mài bằng nhôm oxit và thấy hiệu quả tích cực.

Máy tận thu xà cừ ngọc trai ra đời vào tháng 5/2022. Nhóm sẽ rửa vỏ trai để loại bỏ đất, sau đó đặt vỏ trai lên gá. Gá này đi theo băng tải vào buồng phun kín. Tại đây, hai vòi phun thổi liên tục, hạt mài làm từ nhôm oxit được cấp từ phễu, nằm dưới buồng phun, sẽ làm sạch bề mặt vỏ trai.

Cả nhóm đánh giá nguyên lý hoạt động của máy ổn, nhưng cần tìm được thông số hoạt động phù hợp cho từng bộ phận. Lê Đình Khánh, sinh viên năm thứ ba, nhận xét đây là nhiệm vụ "khó nhằn" không kém việc tìm hạt mài. Cậu lấy ví dụ, nếu vòi phun để quá xa vỏ, lớp sừng rắn chắc không được làm sạch, còn để quá gần sẽ làm bong lớp xà cừ óng ánh. Chưa kể, tốc độ di chuyển của băng tải, mức độ cấp hạt mài thế nào để không thừa hay thiếu cũng là bài toán khó.

"Bọn mình đã thử không biết bao nhiêu lần, nhiều lúc mâu thuẫn, muốn dừng dự án", Khánh nhớ lại.

Dù vậy, các thành viên lại tự động viên nhau, lấy mục tiêu tạo ra sản phẩm hỗ trợ làng nghề làm động lực. Là sinh viên cơ khí, Khánh cho rằng bản thân cần có trách nhiệm tạo ra những sản phẩm phục vụ con người, giúp cuộc sống tốt hơn. Suy nghĩ này giúp cả nhóm kiên trì và tiếp tục thử nghiệm để tìm ra thông số phù hợp.

 

 

Sinh viên sáng chế máy tận thu xà cừ ngọc trai

Sau nửa năm, phiên bản thứ hai của máy tận thu xà cừ ngọc trai được hoàn thiện. Với kích thước 1,6 x 0,6 x 1,4 m, tương ứng với chiều dài, rộng và cao, máy có thể mài một vỏ trai trong 5 phút mà không cần cắt nhỏ, hiệu suất 94 vỏ một ngày, gấp năm lần sức người. Vỏ trai được xử lý bằng máy đã loại bỏ được 90% lớp sừng và đá vôi, chất lượng bề mặt tương đương với sản phẩm thủ công của làng nghề. Ngoài ra, máy có thể lọc bụi và hạt mài ngay trong buồng kín, không để các chất hóa học bay ra ngoài. Hai mục tiêu lớn mà nhóm đặt ra ban đầu đều đạt được.

Theo tính toán, sản phẩm có thể đem lại doanh thu khoảng 140 triệu đồng một tháng cho mỗi hộ kinh doanh, cao hơn mức 86 triệu đồng hiện nay, lại giảm khoảng 1/3 số nhân công. Tuấn Anh nhận định không chỉ dừng trong phòng nghiên cứu, máy tận thu xà cừ rất có tiềm năng để khởi nghiệp.

"Nhóm đã có cam kết của làng nghề, người dân về việc hợp tác, tiêu thụ máy", cậu nói.

PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh, ban tổ chức cuộc thi Sáng tạo trẻ, nói máy tận thu xà cừ ngọc trai là dự án gắn với làng nghề, nên gần gũi. Bà Minh cho rằng nhờ định hướng khởi nghiệp, sản phẩm đã sẵn sàng để chuyển giao công nghệ.

Là người trực tiếp hướng dẫn, tiến sĩ Nguyễn Ngọc Kiên, khoa Chế tạo máy, trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội, nói nhóm sinh viên đã lăn lộn, khảo sát ở nhiều làng nghề để tạo ra một sản phẩm thiết thực. Theo ông Kiên, ở Việt Nam chưa từng có máy tận thu xà cừ ngọc trai giải quyết được các vấn đề tương tự.

Một điểm mới nữa là máy có thể dùng để mài vỏ ngọc trai của Việt Nam. "Trước nay, làng nghề truyền thống không lấy được xà cừ trên vỏ ngọc trai Việt Nam do vỏ mỏng hơn, làm thủ công thì hay bị vỡ, phải nhập ngọc trai từ Trung Quốc. Với công nghệ này, người thợ có thể điều chỉnh được độ bắn phá, lấy được lớp xà cừ trên vỏ ngọc trai trong nước", ông Kiên nói.

Tuấn Anh đánh giá khoảng 80% kiến thức học tại trường được cậu ứng dụng khi thực hiện dự án này, chẳng hạn kỹ thuật mài, các góc đánh, phương pháp thiết kế máy, công nghệ chế tạo máy và đồ gá. Những môn này cậu được học chủ yếu vào năm thứ ba, đầu năm thứ tư.

Ngoài ra, quá trình nghiên cứu còn giúp Tuấn Anh và các bạn biết thêm kiến thức kinh doanh, tìm đầu ra cho sản phẩm, cải thiện kỹ năng thuyết trình trước đám đông.

Thời gian tới, nhóm sẽ cải thiện chế độ tự cấp vỏ trai của máy và tăng chất lượng mài vỏ trai từ 90 lên 100%. "Hy vọng sản phẩm ngoài việc giúp người dân làng nghề cải thiện năng suất, còn góp phần gìn giữ nghề khảm trai, khảm xà cừ không bị mai một", Tuấn Anh nói.

Thanh Hằng