Cụm công trình nghiên cứu đá nhân tạo cao cấp được đề nghị xét Giải thưởng Nhà nước

Cụm công trình "Nghiên cứu phát triển công nghệ vật liệu và tự động hóa trong sản xuất sản phẩm đá nhân tạo cao cấp phục vụ xuất khẩu" do GS.TS. Hồ Xuân Năng làm đại diện nhóm tác giả cùng các cộng sự tại Tập đoàn Phenikaa thực hiện không chỉ giải mã thành công những bài toán hóc búa nhất của ngành vật liệu mà còn thiết lập nên những cột mốc tự hào mang thương hiệu "Make in Vietnam".

Làm chủ công nghệ sản xuất nhựa

Trong quá trình phát triển thương hiệu đá nhân tạo cao cấp VICOSTONE, việc phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu từng là một trong những khó khăn của doanh nghiệp. Nhựa polyester không no (PEKN) và nhiều loại cốt liệu đặc thù phải nhập từ nước ngoài, khiến chi phí sản xuất chịu tác động từ biến động giá và nguy cơ gián đoạn chuỗi cung ứng.

Bên cạnh đó, một số loại nhựa thương mại chưa đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, đặc biệt là khả năng chống tia cực tím (UV) khi sử dụng ngoài trời. Thực tế này đặt ra yêu cầu nghiên cứu, phát triển vật liệu phù hợp và từng bước làm chủ công nghệ sản xuất trong nước.

Nhóm nghiên cứu tại Phenikaa đã phát triển công thức nhựa có khả năng cải thiện độ bền màu dưới tác động của tia UV. Theo kết quả được công bố, sau 1.000 giờ thử nghiệm gia tốc UV, chỉ số biến đổi màu ΔE của loại nhựa do nhóm nghiên cứu phát triển đạt 3,3. Khi ứng dụng vào đá nhân tạo màu trắng, độ bền màu của sản phẩm được cải thiện so với sử dụng nguyên liệu nhập khẩu.

Từ kết quả nghiên cứu, doanh nghiệp đầu tư xây dựng Nhà máy sản xuất Hóa chất Phenikaa với tổng vốn 476,536 tỷ đồng, công suất thiết kế 25.000 tấn/năm. Trong giai đoạn 2021-2025, nhà máy sản xuất hơn 69.210 tấn nhựa, đáp ứng nhu cầu nguyên liệu nội bộ. Theo số liệu của công trình, hoạt động này góp phần tạo thêm gần 2.841 tỷ đồng doanh thu.

Nhóm nghiên cứu cũng phát triển giải pháp thu hồi dung môi và tái sinh propylene glycol từ nước ngưng phụ phẩm thông qua quy trình chưng tách hai giai đoạn. Giải pháp góp phần tiết kiệm nguyên liệu, giảm chất thải và đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 3633.

Một hướng nghiên cứu quan trọng khác là sản xuất cristobalite từ nguồn cát thô trong nước, thay thế một phần vật liệu phải nhập khẩu. Đây là nguyên liệu được sử dụng trong sản xuất đá nhân tạo cao cấp.

Nhóm nghiên cứu kết hợp công nghệ tuyển rửa để loại bỏ tạp chất oxit sắt với quy trình nung ở nhiệt độ 1.500-1.600°C và sử dụng phụ gia kiềm theo tỷ lệ phù hợp. Theo kết quả công trình, quy trình này cho phép chuyển hóa nguyên liệu thành cristobalite đáp ứng yêu cầu chất lượng, qua đó nâng cao giá trị của nguồn cát trong nước.

Cùng với đó, nhóm nghiên cứu phát triển vật liệu Bio-Quartz từ silica vô định hình, có hàm lượng SiO₂ lên đến 80%. Vật liệu này được sử dụng để phát triển dòng đá sinh thái VICOSTONE ECO SURFACES, hướng tới giảm rủi ro liên quan đến bụi silica trong quá trình sản xuất và sử dụng sản phẩm.

Các nghiên cứu về vật liệu không chỉ góp phần đa dạng hóa nguồn nguyên liệu mà còn tạo cơ sở để doanh nghiệp chủ động hơn trong sản xuất, nâng cao chất lượng và đáp ứng yêu cầu của thị trường.

Ứng dụng robot, nâng cao năng suất sản xuất

Bên cạnh nghiên cứu vật liệu, cụm công trình tập trung phát triển công nghệ tự động hóa trong sản xuất đá nhân tạo. Đối với các sản phẩm có đường vân phức tạp mô phỏng đá tự nhiên, phương pháp gia công thủ công có thể làm tăng sai số và phụ thuộc vào tay nghề người lao động.

Để khắc phục hạn chế này, nhóm nghiên cứu tích hợp robot công nghiệp 6 trục với phần mềm thiết kế, gia công CAD/CAM và hệ thống điều khiển, giám sát SCADA. Hệ thống cho phép tự động hóa quá trình tạo vân theo bản vẽ thiết kế, nâng cao độ chính xác và tính đồng nhất của sản phẩm.

Theo số liệu của công trình, năng suất tăng từ 100 tấm mỗi ca lên 120-150 tấm mỗi ca, trong khi tỷ lệ sản phẩm lỗi giảm xuống dưới 1%.

Công trình cũng đưa các giải pháp tuần hoàn vào quá trình sản xuất. Nước thải từ công đoạn mài đá được thu gom, xử lý để tái sử dụng; bột đá thải được nghiên cứu tận dụng làm nguyên liệu sản xuất gạch không nung geopolymer, vữa khô trộn sẵn và phụ gia xi măng. Các giải pháp này góp phần giảm lượng chất thải và sử dụng hiệu quả hơn tài nguyên.

Theo thống kê của cụm công trình, các kết quả nghiên cứu đã tạo ra 179 sản phẩm và vật liệu mới, cùng 20 bằng sáng chế, giải pháp hữu ích và 79 kiểu dáng công nghiệp được bảo hộ trong nước và quốc tế.

Trong giai đoạn 2019-2025, doanh thu từ các sản phẩm đổi mới sáng tạo đạt hàng chục nghìn tỷ đồng. Hoạt động sản xuất, kinh doanh tạo việc làm cho hơn 1.500 lao động và đóng góp vào ngân sách nhà nước.

Việc kết hợp nghiên cứu vật liệu với tự động hóa giúp doanh nghiệp từng bước làm chủ các khâu quan trọng trong chuỗi sản xuất đá nhân tạo cao cấp, giảm phụ thuộc vào nguyên liệu nhập khẩu và nâng cao năng suất. Các kết quả cũng cho thấy vai trò của nghiên cứu và phát triển trong việc đưa công nghệ vào sản xuất, tạo ra sản phẩm có giá trị gia tăng cao.

Với những kết quả về khoa học, công nghệ và hiệu quả ứng dụng, cụm công trình "Nghiên cứu phát triển công nghệ vật liệu và tự động hóa trong sản xuất sản phẩm đá nhân tạo cao cấp phục vụ xuất khẩu" đã được Hội đồng chuyên ngành cấp Nhà nước đề nghị Hội đồng cấp Nhà nước xét tặng Giải thưởng Nhà nước về khoa học và công nghệ đợt 7.