Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ trong những năm gần đây đã thúc đẩy nhiều ứng dụng mới liên quan đến từ trường trong đa dạng các lĩnh vực, từ thiết bị y tế như máy MRI cho đến thiết bị ngành bán dẫn như hệ thống quang khắc chùm tia điện tử. 

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng xem xét các yếu tố hiệu suất cần thiết đối với các thành phần chuyển động tuyến tính khi làm việc trong môi trường có từ trường, đồng thời Temas sẽ giới thiệu cho bạn một dòng thanh dẫn hướng tuyến tính có độ từ thẩm thấp phù hợp cho các ứng dụng này. 

Từ trường là gì?

Vậy từ trường là gì? Nam châm và dòng điện tạo ra một lực gọi là từ tính. Lực này bao xung quanh và có thể hút hoặc đẩy các kim loại khác nhau. Không gian mà lực từ này tồn tại chính là từ trường. Bạn có thể nhớ lại khi còn nhỏ từng chơi với nam châm và thử đưa chúng lại gần các vật thể khác nhau. Hầu hết các vật bằng kim loại sẽ bị hút bởi nam châm. Thậm chí, một số vật như kẹp giấy, sau khi đặt gần nam châm trong thời gian đủ lâu, có thể trở nên “nhiễm từ” và hút được các kẹp giấy khác ngay cả khi đã bỏ nam châm ra. 

Những vật liệu có thể bị từ hóa mạnh như vậy được gọi là vật liệu sắt từ. Một trong những vật liệu quen thuộc nhất chính là sắt. 

Các công nghệ sử dụng từ trường

Sắt có chi phí thấp, dễ gia công và được sử dụng rộng rãi trong vô số ứng dụng xung quanh chúng ta. Tuy nhiên, vẫn có những môi trường mà vật liệu có tính từ như sắt hoàn toàn không phù hợp. 

Ngành y tế: Máy MRI (chụp cộng hưởng từ)

Máy MRI là một ví dụ điển hình. Trong quá trình chụp, thiết bị này tạo ra một từ trường rất mạnh để tái tạo hình ảnh bên trong cơ thể người. Do bản chất hoạt động như một nam châm cực lớn, máy MRI có thể hút các vật liệu sắt từ với lực rất nguy hiểm. Vì vậy, bệnh nhân phải loại bỏ toàn bộ vật dụng kim loại trước khi chụp. Đồng thời, các thiết bị đặt gần máy MRI cũng cần được chế tạo từ vật liệu ít bị ảnh hưởng bởi từ trường. 

Ngành bán dẫn: Hệ thống quang khắc chùm tia điện tử

Vật liệu sắt từ cũng không phù hợp với hệ thống quang khắc chùm tia điện tử – một công nghệ quan trọng trong sản xuất bán dẫn. Hệ thống này sử dụng chùm tia điện tử để vẽ các mạch điện tử với độ chính xác cực cao, hiện nay có thể đạt độ rộng đường mạch chỉ khoảng 2 nm. 

Tuy nhiên, chỉ cần một lượng từ tính rất nhỏ trong môi trường xung quanh cũng có thể làm lệch hướng chùm tia điện tử, khiến việc tạo hình mạch trở nên sai lệch. Do đó, các thiết bị này yêu cầu linh kiện được làm từ vật liệu không có từ tính hoặc có từ tính cực thấp. 

Yêu cầu đối với linh kiện máy trong môi trường từ trường

Độ từ thẩm tương đối là chỉ số dùng để đánh giá mức độ một vật liệu bị ảnh hưởng bởi từ trường. Giá trị này là tỷ lệ giữa độ từ thẩm của vật liệu so với chân không, càng gần 1 thì vật liệu càng ít bị ảnh hưởng bởi từ trường. Trong khi đó, các loại sắt thông thường dùng trong chế tạo máy có độ từ thẩm tương đối dao động từ 50 đến 5.000. 

Tùy theo từng loại thiết bị, nhưng trong các ứng dụng như MRI hay quang khắc chùm tia điện tử, vật liệu có độ từ thẩm thấp là yếu tố bắt buộc. 

Tuy nhiên, chỉ độ từ thẩm thấp là chưa đủ. Ví dụ, độ cứng bề mặt khoảng HRC 60 thường được xem là phù hợp cho linh kiện máy. Trong khi đó, các vật liệu có độ từ thẩm thấp như SUS316 chỉ đạt khoảng HRC 30, tương đối thấp. Điều này khiến chúng không đáp ứng tốt yêu cầu về hiệu suất và tuổi thọ khi sử dụng trong các cơ cấu máy. Nói cách khác, các vật liệu truyền thống thường buộc phải đánh đổi giữa độ từ thẩm thấp và độ cứng bề mặt. 

Vậy làm thế nào để vừa đảm bảo độ từ thẩm thấp, vừa duy trì độ cứng cao cho các linh kiện, đặc biệt khi vật liệu nền chủ yếu là sắt?

Thanh dẫn hướng tuyến tính độ từ thẩm thấp Model HSR-M3

Để giải quyết bài toán này, thanh dẫn hướng tuyến tính độ từ thẩm thấp Model HSR-M3 đã được phát triển, được thiết kế để chống lại ảnh hưởng của từ trường, cho phép sử dụng trong máy MRI, thiết bị kiểm tra và các hệ thống có từ trường mạnh. 

Điểm nổi bật nhất của sản phẩm này là độ từ thẩm cực thấp. Nhờ vật liệu đặc biệt, Model HSR-M3 đạt độ từ thẩm tương đối chỉ khoảng 1,02. Với ray dẫn hướng và block trượt được chế tạo từ vật liệu này, hệ thống vẫn duy trì hiệu suất tối đa ngay cả khi làm việc trong môi trường có từ trường, giúp đơn giản hóa đáng kể quá trình thiết kế. 

Không chỉ vậy, vật liệu của Model HSR-M3 còn đạt độ cứng bề mặt khoảng HRC 40, cao hơn so với nhiều vật liệu có độ từ thẩm thấp khác. Điều này giúp tăng khả năng chịu tải của thanh dẫn hướng, đồng thời mở rộng linh hoạt trong thiết kế, ví dụ như cho phép bố trí trọng tâm tải cách xa thanh dẫn hướng hơn mà vẫn đảm bảo ổn định. 

Model HSR-M3 thuộc dòng HSR, là một trong những dòng thanh dẫn hướng tuyến tính có lịch sử ứng dụng lâu dài của THK trên toàn cầu. Sản phẩm tuân theo tiêu chuẩn kích thước ISO, đồng thời kế thừa các đặc tính nổi bật như khả năng tự điều chỉnh giúp hấp thụ sai số lắp đặt và khả năng chịu tải theo bốn hướng, cho phép lắp đặt linh hoạt ở nhiều tư thế khác nhau. Nhờ đó, sản phẩm có thể tích hợp vào các hệ thống hiện có mà không cần thay đổi thiết kế lớn. 

Trước đây, các thanh dẫn hướng có độ từ thẩm thấp thường chỉ được sản xuất theo yêu cầu riêng. Tuy nhiên, Model HSR-M3 hiện đã được đưa vào danh mục sản phẩm tiêu chuẩn, giúp người dùng tiết kiệm đáng kể thời gian lựa chọn. 

Bài viết trên đã phân tích các yêu cầu kỹ thuật đối với linh kiện chuyển động tuyến tính trong môi trường từ trường, đồng thời giới thiệu giải pháp là thanh dẫn hướng tuyến tính Model HSR-M3 có độ từ thẩm thấp. Khi yêu cầu về độ chính xác và hiệu suất thiết bị ngày càng cao, nhu cầu đối với các sản phẩm có độ từ thẩm thấp chắc chắn sẽ tiếp tục tăng. 

Temas là nhà phân phối chính hãng các sản phẩm THK tại Việt Nam, cung cấp đa dạng các dòng thanh trượt tuyến tính đáp ứng nhiều nhu cầu trong ngành tự động hóa và chế tạo máy. Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, Temas sẵn sàng hỗ trợ tư vấn, lựa chọn giải pháp phù hợp và đồng hành cùng bạn trong suốt quá trình triển khai. Hãy liên hệ Temas để nhận được tư vấn kỹ thuật chi tiết và tối ưu nhất cho hệ thống của bạn.