Để làm lộ ra lớp xà cừ óng ánh trên vỏ trai, một người thợ cần khoảng 25 phút để mài, nhưng với chiếc máy của đội TRAIVI (nhóm sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội và Trường Đại học Ngoại thương), thời gian thao tác chỉ còn 5 phút. Việc nghiên cứu và chế tạo thành công máy mài vỏ ngọc trai cho thấy khả năng sáng tạo, tinh thần dám nghĩ, dám làm, quyết tâm đưa khoa học kỹ thuật vào cuộc sống, phục vụ cộng đồng.

Máy tận thu xà cừ ngọc trai

Lớp xà cừ của vỏ trai có nhiều công dụng, thường dùng để khảm trang sức, đồ dùng, phụ kiện may mặc… mang lại giá trị thẩm mỹ và kinh tế. Hiện nay, việc khai thác lớp xà cừ từ vỏ trai cũng như một số động vật thân mềm khác được thực hiện theo cách thủ công, còn gặp nhiều khó khăn vì quy trình thô sơ, năng suất thấp, không an toàn và ảnh hưởng tới sức khỏe con người, môi trường.

Thấu hiểu những bất cập đó, đội TRAIVI gồm 5 thành viên: 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) đã nghiên cứu, chế tạo máy tận thu xà cừ, với mong muốn giúp những người thợ có thể khai thác được lớp xà cừ một cách hiệu quả mà vẫn bảo đảm an toàn, bảo vệ môi trường, tăng năng suất và xa hơn nữa là nâng tầm thương hiệu đồ thủ công mỹ nghệ Việt Nam.

Đội trưởng Trịnh Tuấn Anh, sinh viên năm cuối ngành Cơ điện tử (Đại học Bách khoa Hà Nội) chia sẻ: Khảo sát tại làng nghề khảm trai Chuôn Ngọ (xã Chuyên Mỹ, huyện Phú Xuyên), đội nhận thấy quá trình sản xuất tại đây còn nhiều bất cập, cần phải có phương pháp mài đột phá. Cả nhóm nhận định, vỏ trai có lớp sừng rất chắc, nếu không tìm ra giải pháp mài hiệu quả, dự án không thể thành công. Cuối cùng, nhóm tìm đến phương pháp phun hạt mài bằng nhôm oxit và thấy hiệu quả tích cực…

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 1,4m (chiều dài, rộng và cao), máy gồm 2 phần chính là cụm thân trên và cụm thân dưới. Cụm thân trên bao gồm hệ thống vòi phun và cụm băng tải. Cụm thân dưới bao gồm phễu đựng hạt mài và hệ thống xử lý. Máy được tự động hóa quy trình thu lớp xà cừ, ứng dụng phương pháp mài vô định hình, phun hạt mài với động năng lớn, tác động bề mặt vỏ trai để loại bỏ lớp sừng và lớp đá vôi mà không làm ảnh hưởng quá nhiều đến chất lượng của thành phẩm. Máy hoạt động trong không gian khép kín, giảm thiểu độc hại.

Theo quy trình, bước đầu tiên, vỏ trai (đã phân loại theo kích thước) được đặt trên hệ thống băng tải chuyển động tịnh tiến tới buồng phun. Tại đây, 2 vòi phun sẽ chuyển động lắc, phun trực tiếp hạt mài với áp suất cao lên bề mặt vỏ trai. Kết quả thu được là vỏ trai được loại bỏ 90% lớp sừng và lớp đá vôi, chỉ để lại lớp xà cừ óng ánh, chất lượng bề mặt tương đương với sản phẩm làng nghề.

Máy có thể mài một vỏ trai trong 5 phút mà không cần cắt nhỏ, hiệu suất 94 vỏ một ngày, gấp 5 lần sức người. Ngoài ra, máy có thể lọc bụi và hạt mài ngay trong buồng kín, không để các chất hóa học bay ra ngoài. Như vậy, hai mục tiêu lớn mà nhóm đặt ra ban đầu đều đạt.

Tiến tới thương mại hóa sản phẩm

Là người trực tiếp hướng dẫn đội TRAIVI, Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Kiên – Khoa Chế tạo máy (Trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội) cho biết, 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 trai Việt Nam do vỏ mỏng hơn, làm thủ công hay bị vỡ, vì vậy phải nhập 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 trai trong nước”, Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Kiên thông tin thêm.

Theo Đội trưởng Trịnh Tuấn Anh, trong 3 năm tới, TRAIVI hướng đến cải tiến năng suất mài của máy nhằm nâng cao sản lượng, đồng thời tăng số lượng máy để hỗ trợ người lao động. Đến năm 2025, TRAIVI hy vọng có thể tạo được một chuỗi cung ứng ổn định cả đầu vào và đầu ra nhằm đáp ứng thị trường.

Phó Giáo sư Huỳnh Đăng Chính, Phó Giám đốc Đại học Bách khoa Hà Nội cho biết: Dự án “Tận thu xà cừ ngọc trai” của đội TRAIVI đã đoạt giải Ba cuộc thi Sáng tạo trẻ Bách khoa năm 2022 dành cho sinh viên khối các trường kỹ thuật trong cả nước. Sản phẩm đã thể hiện tính nghiêm túc trong nghiên cứu ứng dụng khoa học và khả năng sáng tạo mạnh mẽ. Sản phẩm có thể nghiên cứu theo hướng chuyên sâu cao hơn để ứng dụng trong thực tế và thương mại hóa.

Có thể thấy, sáng chế của đội TRAIVI rất hữu ích, thiết thực, thể hiện khả năng sáng tạo của tuổi trẻ, vận dụng tri thức và công nghệ mới để tạo ra sản phẩm hướng đến phục vụ cộng đồng. Nếu thương mại hóa thành công, dự án sẽ giúp bảo đảm an toàn cho người lao động, giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, tăng năng suất lao động và tiết kiệm chi phí, nguồn nhân lực.

Thu Hằng