Đào tạo Khuôn mẫu tại Tâm điểm Công nghiệp hóa — Sinh viên Chinh phục Thử thách Thiết kế Hướng đến Thực tiễn

Ngành sản xuất của Việt Nam đang bước vào giai đoạn củng cố nền tảng công nghiệp, đồng thời tăng cường vị thế là một trung tâm xuất khẩu. Khi năng lực sản xuất các sản phẩm hoàn thiện và linh kiện mở rộng, việc phát triển nguồn nhân lực chịu trách nhiệm về các công nghệ cơ bản như thiết kế và chế tạo khuôn mẫu ngày càng được công nhận là một vấn đề then chốt hỗ trợ sự tăng trưởng. Cuộc thi "Vietnam Mold Grand Prix" (Giải thưởng Lớn ngành Khuôn mẫu Việt Nam) do Câu lạc bộ Khuôn mẫu Nhật Bản - Việt Nam tổ chức, được hoạch định như một sáng kiến nhằm nâng cấp ngành công nghiệp này. Vai trò của cuộc thi đang mở rộng, không chỉ dừng lại ở việc tiếp thu các kỹ năng đơn thuần mà còn trở thành một diễn đàn phát triển nguồn nhân lực hỗ trợ cấu trúc công nghiệp tạo ra giá trị gia tăng.

Ông Hideya Maniwa, Chủ tịch Câu lạc bộ Khuôn mẫu Nhật Bản - Việt Nam

Cuộc thi Thiết kế Mang tính Cạnh tranh trong Thực tiễn Công nghiệp

"Mold Grand Prix" (Giải thưởng Lớn ngành Khuôn mẫu) do Câu lạc bộ Khuôn mẫu Nhật Bản - Việt Nam tổ chức, là một sự kiện giáo dục nhằm mang lại cho sinh viên những trải nghiệm thực tế trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu. Được tổ chức lần đầu vào năm 2024, cuộc thi đã đóng vai trò quan trọng trong việc khơi dậy niềm đam mê đối với ngành khuôn mẫu trong cộng đồng sinh viên và các cơ sở giáo dục bằng cách tạo cơ hội cho họ tham gia vào quá trình thiết kế khuôn.

Cuộc thi lần thứ hai này đã tiến thêm một bước xa hơn, với điểm nhấn chính là mở rộng quy mô để sinh viên có thể thực sự chế tạo khuôn và hoàn thiện sản phẩm. Cuộc thi được chia thành "Danh mục Khuôn nhựa" và "Danh mục Khuôn dập", yêu cầu sinh viên phải tư duy xuyên suốt từ bản vẽ sản phẩm đến ý tưởng khuôn, thiết kế, gia công, lắp ráp, cũng như tính ổn định trong quá trình sản xuất hàng loạt. Việc đánh giá không chỉ dựa trên sự hoàn thiện của bản thiết kế mà còn dựa trên khả năng dự đoán các quy trình tiếp theo và môi trường sản xuất thực tế của sinh viên.

Giải thưởng Lớn ngành Khuôn mẫu Việt Nam lần thứ 2 - Tổng quan sự kiện

Ngày: Thứ năm, 30/10/2025

Thời gian: 9:00 - 17:00

Địa điểm: Đại học Bách khoa Hà Nội, Hội trường C7

Đơn vị tổ chức: Câu lạc bộ Khuôn mẫu Nhật Bản - Việt Nam, Hiệp hội Công nghiệp Hỗ trợ Việt Nam (VASI)

Các trường đại học tham gia: Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; Đại học Bách khoa Hà Nội; Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội; Đại học Công nghiệp Hà Nội; Trường Cao đẳng Công nghệ cao Lý Thái Tổ; Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải; Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh

Thử thách sản xuất:

• Danh mục Khuôn nhựa: Golf Marker, Golf Tee
• Danh mục Khuôn dập: Golf Fork

Đối tác ra đề bài: Hiệp hội Công nghiệp Khuôn mẫu Nhật Bản

Điều quan trọng là liệu các thí sinh có thể giải thích được "tại sao cấu trúc cụ thể đó lại được lựa chọn". Độ chính xác của bản vẽ và kiến thức nền tảng là những yêu cầu tất yếu, nhưng chìa khóa nằm ở cách họ nhận thức về khả năng gia công, tính bảo trì, các rủi ro trong sản xuất hàng loạt và những quyết định đó được đưa ra ở giai đoạn nào. Khả năng trình bày rõ ràng quá trình tư duy đó sẽ quyết định kết quả đánh giá.

Sinh viên trình bày các ý tưởng và sáng kiến trong thiết kế và gia công

Dù có tầm quan trọng rất lớn nhưng ngành chế tạo khuôn mẫu vẫn chưa được thế hệ trẻ biết đến rộng rãi. Đó là lý do tại sao cuộc thi này đặc biệt tập trung vào việc tạo cơ hội cho thế hệ kế cận – những người trước đây ít có điều kiện tiếp xúc với ngành khuôn mẫu – được trực tiếp trải nghiệm quy trình sản xuất. Mold Grand Prix đặt mục tiêu mở rộng nguồn nhân lực tài năng bằng cách tạo cơ hội trải nghiệm thực tế vai trò và sức hấp dẫn của ngành khuôn, đồng thời đóng góp vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp khuôn mẫu tại cả Nhật Bản và Việt Nam.

Danh mục Khuôn nhựa: Thiết kế và ra quyết định từ quá trình chế tạo mẫu

 Các sản phẩm đầy thử thách cho cuộc thi Khuôn nhựa là “Golf Marker” (Dụng cụ đánh dấu vị trí bóng golf) và “Golf Tee” (Đế đặt bóng golf). Mặc dù hình dạng tương đối đơn giản, thử thách đòi hỏi sự cân bằng giữa độ chính xác về kích thước và chất lượng hình dáng, nghĩa là quá trình tư duy thiết kế và ra quyết định tích lũy sẽ tác động trực tiếp đến sản phẩm cuối cùng. Mỗi nhóm sinh viên đại học đã đáp ứng các điều kiện này bằng những phương pháp tiếp cận khác nhau.

Thử thách cho Danh mục Khuôn nhựa: Golf Marker và Golf Tee

Hai đội đến từ Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã thể hiện sự khéo léo về mặt kỹ thuật. Nhóm DUT-HI đã kết hợp cấu trúc khuôn hai tấm với cơ chế tháo lòng khuôn hai giai đoạn, xử lý hiệu quả các vết lõm đặc thù của bộ phận đế golf trong khi vẫn duy trì độ chính xác và độ bền của lõi khuôn. Hơn nữa, để đúc các vật liệu khác nhau là PP và POM trong cùng một khuôn, họ đã triển khai hệ thống dòng chảy nhựa OFF-ON, cho phép đúc nhiều bộ phận trong cùng một chu kỳ bằng cách chuyển đổi dòng nhựa. Nhóm DUT-2DQL từ cùng trường đại học đã thiết kế khuôn hai tấm sử dụng nhựa POM. Bằng cách tận dụng công nghệ in 3D để chế tạo lòng khuôn và áp dụng hệ thống làm mát phù hợp, họ hướng tới việc cải thiện hiệu suất truyền nhiệt và rút ngắn thời gian làm mát.

Đội DUT-HI đến từ Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng đã giành giải Nhất.

Nhóm SME JOINT LAB tại Đại học Bách khoa Hà Nội đã thiết kế một bộ khuôn đạt được cả chất lượng thẩm mỹ xuất sắc và tuân thủ dung sai thiết kế, dựa trên tiền đề đúc phun hai lòng khuôn cùng lúc. Các yếu tố chi phí cũng được tính đến bằng cách giữ cho cấu trúc đơn giản, với mục tiêu lắp đặt trên máy đúc phun Sumitomo 50 tấn. Nhóm SMAE 2 tại Đại học Công nghiệp Hà Nội đã sử dụng bộ đế khuôn hai tấm của FUTABA và đạt được thời gian thiết kế ngắn, độ chính xác lắp ráp cao và chi phí thấp với cấu trúc insert (mảnh ghép) có thể thay thế. Về mặt gia công, máy phay EDM đã được sử dụng để đạt được độ chính xác ±0,02 mm và đảm bảo độ khít chính xác.

Nhóm SME Joint Lab của Đại học Bách khoa Hà Nội đã giành giải Nhì.

Và nhóm LIC-MoldRise tại Trường Cao đẳng Công nghệ cao Lý Thái Tổ đã thiết kế khuôn đúc phun độ chính xác cao dựa trên bản vẽ sản phẩm. Họ đã tối ưu hóa cấu trúc khuôn để đảm bảo sản xuất hàng loạt, độ bền, độ chính xác và chất lượng thẩm mỹ trong quá trình đúc phun nhựa POM. Nhóm DHCN-HCM của Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM đã tạo ra một bố cục tính toán kỹ cấu trúc khuôn, vị trí cổng phun, số lượng lòng khuôn và lựa chọn cấu trúc khuôn tiêu chuẩn. Vì thiết kế bề mặt sản phẩm có thể tự do tùy chỉnh, họ đã sử dụng logo của nhà trường. Nhóm CTM73-UTT tại Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải đã thiết kế khuôn đúc phun đảm bảo độ chính xác và độ bền trong một cấu trúc nhỏ gọn và đơn giản, đồng thời cân nhắc đến sự dễ dàng trong vận hành. Bằng cách sắp xếp hợp lý hệ thống làm mát, cơ chế đẩy và đường dẫn nhựa, họ đã cải thiện khả năng tách khuôn, đạt được cả chất lượng thẩm mỹ và tính ổn định của khuôn.

Điểm chung trong cách tiếp cận của các nhóm là sự đánh giá mang tính xây dựng thông qua việc chế tạo mẫu và so sánh thiết kế với kết quả đúc thực tế. Họ đã kiểm tra tỉ mỉ mọi yếu tố như bavia đúc phun, độ co ngót của nhựa và độ bền của khuôn, từ đó tiếp cận các giải pháp tối ưu bằng cách liên tục tích hợp giữa lý thuyết và thực hành. Những kinh nghiệm tích lũy này đã mở rộng góc nhìn của sinh viên từ việc đơn thuần là "chế tạo" sang "tư duy và phán đoán" trong quy trình sản xuất của họ.

Danh mục Khuôn dập: Quy trình Thiết kế và Sản xuất Hàng loạt

Ba đội đến từ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội và Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã tham gia vào Danh mục Khuôn dập. Sản phẩm được chỉ định là "Golf Fork" (Dụng cụ sửa hố cỏ golf). Mặc dù là một chi tiết nhỏ, nhưng sự thành công của dự án phụ thuộc trực tiếp vào tính chất vật liệu và chất lượng thiết kế quy trình trong sản xuất hàng loạt. Mỗi đội tập trung vào cách cải thiện hiệu quả sử dụng vật liệu và tính ổn định của quy trình, với giả định sử dụng khuôn dập liên hoàn.

Thử thách cho Danh mục Khuôn dập: Golf Fork

Nhóm BKAD tại Đại học Bách khoa Hà Nội đã hoàn thành toàn bộ quy trình từ thiết kế đến sản xuất và thử nghiệm trong điều kiện thiết bị hạn chế, biến ý tưởng của mình thành sản phẩm đúc thực tế. Trong thiết kế khuôn, họ tập trung vào việc đơn giản hóa cấu trúc và giảm chi phí vật liệu, đồng thời hướng tới sản xuất bền vững. Trong quá trình sản xuất và lắp ráp, họ đã gặp phải những thách thức như độ chính xác về kích thước, độ song song, các vết nứt và gờ trong quá trình đúc, và họ đã giải quyết những vấn đề này thông qua phương pháp thử và sai. Điều này chứng minh rõ ràng rằng không chỉ năng lực thiết kế mà khả năng phán đoán tại hiện trường và tinh thần làm việc nhóm cũng đóng vai trò quyết định đối với chất lượng.

Trong khi đó, hai đội đến từ Khoa Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội cũng tham gia. Đội IMAE-MT011 đã hình dung về một bộ khuôn liên hoàn để sản xuất hàng loạt các chi tiết cơ khí nhỏ, dựa trên tiền đề cấp phôi tự động và liên kết quy trình. Thiết kế này nhằm mục đích giảm chi phí và tự động hóa quy trình, tập trung vào tính ổn định của quy trình và cải thiện độ chính xác.

Nhóm DCN-SMAE1 tại cùng trường đại học đã thiết kế và chế tạo một bộ khuôn liên hoàn để sản xuất hàng loạt các chi tiết nhỏ. Dựa trên tiền đề cấp phôi tự động và liên kết quy trình, thiết kế nhằm mục đích cân bằng giữa năng suất và độ chính xác, tối ưu hóa trình tự quy trình và thiết lập bước dập ngay trong giai đoạn thiết kế. Gia công cắt dây (WEDM) đã được sử dụng để xử lý các hình dạng phức tạp và đảm bảo độ chính xác. Sự cân bằng giữa độ chính xác của khuôn và độ bền cũng được kiểm chứng thông qua quá trình lắp ráp và điều chỉnh.

Điểm chung của cả ba nhóm là họ không chỉ tập trung vào việc tạo ra hình dáng, mà còn xây dựng thiết kế dựa trên việc "nó vận hành như thế nào trong sản xuất hàng loạt". Dựa trên tiền đề rằng các yếu tố như thiết kế quy trình, kiểm soát độ chính xác và định vị ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng, họ liên tục tạo ra các nguyên mẫu và thực hiện các sửa đổi. Thông qua sự tương tác giữa thiết kế và vận hành máy móc thực tế, các ràng buộc từ phía sản xuất dần trở nên rõ ràng, và tư duy thiết kế tập trung vào sản xuất hàng loạt đã được hình thành.

Các sự kiện giáo dục hé lộ những gợi ý để củng cố nền tảng công nghiệp

Cuộc thi đã làm nổi bật tầm quan trọng của việc kết nối giữa thiết kế và ứng dụng thực tế. Những cấu trúc vốn hoạt động tốt trong các mô phỏng thiết kế đã bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như bavia, độ co ngót của nhựa và sự biến dạng kim loại trong quá trình gia công và lắp ráp thực tế. Thông qua công việc của mình, các sinh viên đã hiểu một cách cụ thể rằng chế tạo khuôn mẫu không phải là một nỗ lực lý thuyết, mà là một công nghệ được xây dựng dựa trên một chuỗi các quy trình.

Trong quá trình thiết kế nhóm, việc chia sẻ thông tin và ra quyết định đã chứng minh được tầm quan trọng vượt xa độ chính xác kỹ thuật của giải pháp. Khi điều chỉnh các chi tiết có dung sai chặt chẽ, việc xác định rõ ràng lý do sửa đổi và tác động của chúng, cũng như chia sẻ thông tin này giữa các thành viên trong nhóm, là chìa khóa để cải thiện độ chính xác của thiết kế. Quá trình phân tích các khiếm khuyết và đưa những phát hiện đó vào các quy trình thiết kế và sản xuất tiếp theo chính là hình ảnh phản chiếu của các hoạt động cải tiến hàng ngày trong môi trường sản xuất. 

Kết quả Giải thưởng Lớn ngành Khuôn mẫu Việt Nam lần thứ 2 

Chi tiết giải thưởng:

Giải Nhất: Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng DUT-HI

Giải Nhì: Hanoi University of Science and Technology SME Joint lab

Giải Ba: Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh DHCN-HCM

Giải Thuyết trình: Đại học Bách khoa Hà Nội Đội BKAD

Giải Kỹ thuật: Đại học Công nghiệp Hà Nội SMAE2

Giải Khuyến khích:

• Đại học Công nghiệp Hà Nội DCN-SMAE1
• Trường Cao đẳng Công nghệ cao Lý Thái Tổ LIC Moldrise
• Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội IMAE-MT01
• Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải CTM73-UTT
• Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng DUT-2DQL

Mặc dù các thành tựu giáo dục đã được khẳng định, cuộc thi cũng làm nổi bật một thách thức khác: sự tham gia của ngành công nghiệp. Hiện có sự hợp tác đáng kể giữa các công ty Nhật Bản và Việt Nam trong việc sản xuất khuôn mẫu, cũng như giữa các công ty Việt Nam sử dụng khuôn. Tuy nhiên, có rất ít sự hợp tác giữa các công ty Nhật Bản và Việt Nam trong việc lập kế hoạch sản xuất hàng loạt sản phẩm dựa trên khuôn mẫu, hoặc giữa các công ty Nhật Bản sử dụng khuôn. Cuộc thi đã được quảng bá rộng rãi tới cả các doanh nghiệp Nhật Bản và Việt Nam nhờ sự hợp tác của Hiệp hội Doanh nghiệp Nhật Bản tại Việt Nam (JCCI) và Hiệp hội Công nghiệp Hỗ trợ Việt Nam (VASI) với tư cách là các đơn vị bảo trợ. Tuy nhiên, thành phần tham gia vẫn cho thấy sự thiếu đa dạng.

Về vấn đề này, Phó Chủ tịch Yoshinaka của Câu lạc bộ Khuôn mẫu Nhật Bản - Việt Nam đã phát biểu như sau:

"Khuôn mẫu và sản phẩm tốt không thể đạt được chỉ bởi riêng các nhà sản xuất khuôn. Chỉ khi các công ty sử dụng khuôn và các công ty thiết kế sản phẩm cùng hợp tác, Việt Nam mới có thể tạo ra những sản phẩm có sức cạnh tranh trên thị trường toàn cầu. Cho đến nay, tại Việt Nam, khuôn mẫu thường được nhập khẩu từ nước ngoài, và các công ty sử dụng khuôn cũng như các công ty sản xuất hàng loạt sản phẩm bằng khuôn vẫn chưa tích lũy đủ kiến thức về khuôn mẫu. Tôi tin rằng cấu trúc này là một trong những nguyên nhân cản trở sự phát triển của công nghệ khuôn mẫu trong nước."

Tăng tỷ lệ nội địa hóa khuôn mẫu là một chủ đề then chốt để ngành sản xuất của Việt Nam chuyển dịch từ trọng tâm lắp ráp sang các lĩnh vực có giá trị gia tăng cao hơn. Để đạt được điều này không chỉ cần đầu tư vốn mà còn cần một lực lượng lao động đa dạng hơn, có khả năng hiểu toàn diện quy trình thiết kế, gia công và chế tạo khuôn, cũng như đưa ra quyết định trực tiếp tại nhà máy. Cuộc thi Grand Prix năm nay đóng vai trò như một nền tảng để sinh viên và các kỹ sư trẻ trải nghiệm toàn bộ bức tranh của ngành chế tạo khuôn mẫu, đồng thời tạo cơ hội cho chính ngành công nghiệp xem xét lại vai trò của mình. Những người chịu trách nhiệm lập kế hoạch sản xuất hàng loạt các sản phẩm dựa trên khuôn mẫu có thể tham gia đến mức độ nào? Đây sẽ là một trong những thách thức của cuộc thi lần thứ ba. Sau cuộc thi lần thứ hai, định hướng của giải đấu đã trở nên rõ ràng hơn. Mold Grand Prix không đơn thuần là nơi cạnh tranh về chất lượng sản phẩm hoàn thiện, mà còn coi trọng chính quy trình, bồi dưỡng tư duy và khả năng phán đoán dựa trên thực tiễn sản xuất. Vai trò của cuộc thi như một minh chứng cụ thể cho sự kết nối giữa giáo dục và công nghiệp đang ngày càng trở nên rõ nét.