Đáp án Công nghệ thiết kế 10 kết nối tri thức Bài 3: Công nghệ phổ biến

BÀI 3: CÔNG NGHỆ PHỔ BIẾN

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: Quan sát và cho biết Hình 3.1 mô tả công nghệ nào? Hãy liệt kê các sản phẩm của công nghệ đó mà em biết. Hãy kể tên một một số công nghệ khác mà em biết.

Trả lời:

Hình 3.1 mô tả công nghệ hàn. 

Sản phẩm của công nghệ này rất đa dạng như đồ gia dụng (cổng, cửa sắt, gaifn giáo, bàn ghế), xây dựng (kết cấu nhà khung thép, chế tạo các thiết bị nhà máy...)

Một số công nghệ khác là: công nghệ luyện kim, công nghệ đúc, công nghệ gia công cắt gọt, công nghệ điện - quang, công nghệ điện - cơ, công nghệ tự động hóa...

I. CÔNG NGHỆ TRONG LĨNH VỰC LUYỆN KIM, CƠ KHÍ

1. Công nghệ luyện kim

Khám phá: Quan sát Hình 3.2 và cho biết nhiệt độ cần thiết của lò cao để luyện gang - thép bằng bao nhiêu?

Trả lời:

Nhiệt độ cần thiết của lò cao để luyện gang - thép là 2000 độ C

2. Công nghệ đúc

Khám phá: Quan sát Hình 3.3 và cho biết công nghệ đúc sử dụng trong các hình a, b thuộc loại nào; hãy mô tả nguyên lí đúc của mỗi công nghệ đó.

Trả lời:

• Hình a: Đúc ly tâm

Nguyên lí làm việc: Phương pháp đúc ly tâm sử dụng trọng lực và áp suất để ép nguyên liệu vào khuôn. Hợp kim lỏng được đổ vào khuôn khi khuôn đang quay tròn và với lực quay li tâm thích hợp sẽ có thể giới hạn được chiều dày, hình dáng đúng như thiết kế ban đầu của sản phẩm.

• Hình b: Đúc áp lực

Nguyên lí làm việc:

• Giai đoạn 1: Rót kim loại lỏng (nhôm, kẽm, chì,…) vào trong buồng ép, hai nửa khuôn ép chặt với nhau, lõi (hình chữ nhật trắng, phía trên) vào vị trí làm việc. Lúc này piston ở vị trí ngoài cùng để không gian buồng ép đạt max.
• Giai đoạn 2: Ép vật liệu. Piston đi vào với thời gian đã đặt trước, lúc đầu đi chậm để tránh kim loại bắn ra ngoài qua lỗ rót sau khi tới gần khuôn, piston lao nhanh và mạnh, ép kim loại lỏng điền đầy lòng khuôn.
• Giai đoạn 3: Tháo khuôn. Hai nửa khuôn có một vế động và một vế tĩnh, vế động bên trái sẽ di chuyển qua trái, lõi đi lên trước, piston chuyển động về vị trí ở giai đoạn 1.
• Giai đoạn 4: Đẩy vật đúc ra khỏi lòng khuôn động. Hệ thống ti đẩy sẽ đẩy vật đúc ra khỏi lòng khuôn. Tùy vào máy và thiết kế khuôn, vật đúc được đẩy ra có thể không rơi xuống phía dưới, người công nhân dễ dàng lấy vật đúc ra.

3. Công nghệ gia công cắt gọt

Khám phá: Quan sát và cho biết Hình 3.4 (a và b) mô tả công nghệ gia công cắt gọt nào.

Trả lời:

• Hình 3.4 a: Gia công trên máy phay
• Hình 3.4 b: Gia công trên máy tiện

Kết nối năng lực: Sử dụng internet hoặc qua sách, báo để hiểu về nguyên lí gia công trên máy tiện và máy phay.

Trả lời:

• Nguyên lí gia công trên máy tiện: Máy tiện hoạt động dựa trên chuyển động xoay tròn của phôi và chuyển động của hệ thống lưỡi dao để cắt gọt chi tiết. 
• Nguyên lí gia công trên máy phay: 
• Bước 1: Xuất File thiết kế CAD 2D/3D sau đó lập trình trên phầm mềm CAM để lên chương trình chạy dạo của máy. 
• Bước 2: Chương trình được đưa vào bộ xử lý sẽ biến chương trình CAM thành mã G -Code mà máy có thể đọc. 
• Bước 3: Mã G-Code được tải lên máy CNC cùng với tất cả các công cụ cắt gọt cần thiết như dao phay ngón, dao lăn ren, mũ khoan,… 
• Bước 4: Sau đó, máy sẽ được đưa vào chế độ tự động khởi động và điều khiển tất cả các tính năng của máy như:  di chuyển, tốc độ tiến dao, tốc độ trục chính, công cụ cắt,..để gia công chi tiết. 
• Bước 5: Việc còn lại của người đứng máy là theo dõi quá trình vận hành nhằm đảm bảo máy hoạt động ổn định và xử lí khi có sự cố xảy ra.

5. Công nghệ hàn

Khám phá: Quan sát và cho biết trên Hình 3.6 (a và b) mô tả công nghệ hàn nào?

Trả lời:

• Hình 3.6 a: Hàn áp lực
• Hình 3.6 b: Hàn nóng chảy

Kết nối năng lực: Sử dụng internet hoặc qua sách, báo... tìm hiểu thêm về các loại máy hàn MAG (Metal Active Gas - hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ hoạt hóa) đang được sử dụng rộng rãi hiện nay.

Trả lời:

Máy hàn Mag là một loại máy hàn công nghiệp sử dụng phương pháp hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ, còn được gọi là hàn dây, hàn CO2. Tên gọi quốc tế là Gas Metal ARC Welding (GMAW).

Ưu điểm của phương pháp hàn Mag:

• Năng suất cao
• Giá thành thấp – Năng lượng hàn thấp, ít biến dạng nhiệt.
• Hàn được hầu hết các kim loại.
• Dễ tự động hóa.
• Mối hàn dài có thể được thực hiện mà không bị ngắt quãng.
• Yêu cầu kỹ năng hàn thấp.

Luyện tập: Quan sát Hình 3.7 và cho biết có thể sử dụng những công nghệ nào trong lĩnh vực cơ khí để chế tạo sản phẩm như hình.

Trả lời:

• Hình 3.7 a sử dụng công nghệ đúc
• Hình 3.7 b sử dụng công nghệ hàn và công nghệ gia công áp lực.

II. CÔNG NGHỆ TRONG LĨNH VỰC ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

1. Công nghệ sản xuất điện năng

Khám phá: Quan sát Hình 3.8 và nêu nguyên lí hoạt động của nhà máy thủy điện.

Trả lời:

Quá trình vận hành nhà máy thủy điện gồm có bốn giai đoạn chính:

• Giai đoạn 1. Dòng nước với áp lực lớn chảy qua các ống thép lớn được gọi là ống dẫn nước có áp tạo ra các cột nước khổng lồ với áp lực lớn đi vào bên trong nhà máy.
• Giai đoạn 2. Nước chảy mạnh làm quay tuabin của máy phát điện, năng lượng cơ học được chuyển hóa thành điện năng.
• Giai đoạn 3. Điện tạo ra đi quá máy biến áp để tạo ra dòng điện cao thế.
• Giai đoạn 4. Dòng điện cao thế sẽ được kết nối vào mạng lưới phân phối điện và truyền về các thành phố.

2. Công nghệ điện - quang

Khám phá: Quan sát Hình 3.9 và sắp xếp lại mốc thời gian tương ứng đánh dấu sự phát triển của công nghệ điện - quang. Hãy gọi tên từng loại bóng đèn có trong hình.

Trả lời:

• Đèn sợi đốt: 1879
• Đèn phóng điện: 1934
• Đèn LED: 2006

Kết nối năng lực: Em hãy lựa chọn loại bóng đèn em sử dụng trong gia đình, hãy giải thích sự lựa chọn đó.

Trả lời:

Học sinh tự liên hệ thực tiễn với gia đình mình.

Ví dụ: Gia đình em lựa chọn sử dụng bóng đèn LED vì loại đèn này có tuổi thọ cao, ít tỏa nhiệt nên có thể giảm được lượng phát khí thải CO2, tiết kiệm điện năng và thân thiện với môi trường.

3. Công nghệ điện - cơ

Khám phá: Quan sát Hình 3.10 và cho biết mỗi sản phẩm sử dụng công nghệ điện - cơ trong các hình a, b, c, d thuộc loại điện - cơ dạng quay hay dạng tịnh tiến.

Trả lời:

• Sản phẩm sử dụng công nghệ điện - cơ dạng quay là: quạt điện, máy sấy tóc.
• Sản phẩm sử dụng công nghệ điện - cơ dạng tịnh tiến là: van điện từ, rơ le.

4. Công nghệ điều khiển và tự động hóa

Khám phá: Em hãy mô tả thao tác tự động hóa trong Hình 3.11

Trả lời:

• Máy móc lắp ráp bánh xe ô tô vào thân xe. 
• Máy móc lắp đặt động cơ xe vào trong xe.
• Công nhân kiểm tra xe sau khi hoàn thiện.

5. Công nghệ truyền thông không dây

Khám phá: Quan sát Hình 3.12 và cho biết các thiết bị điện tử nào thường sử dụng mạng truyền thông không dây.

Trả lời:

Các thiết bị điện tử thường sử dụng mạng không dây là: tivi, máy tính, laptop, điện thoại, máy tính bảng, loa bluetooth...

Vận dụng:

• Quan sát và kể tên các thiết bị trong gia đình em có sử dụng các công nghệ được nêu trong bài học.
• Kể tên các công nghệ phổ biến khác mà em biết.

Trả lời:

Học sinh tự liên hệ thực tế gia đình mình.