Đục: Công cụ thiết yếu để tạo hình kim loại trong sản xuất thép

Định nghĩa và khái niệm cơ bản

Đục là một dụng cụ tạo hình kim loại được sử dụng để tạo lỗ trên tấm kim loại hoặc các vật liệu khác thông qua việc áp dụng lực cắt. Nó bao gồm một trục thép cứng có đầu định hình, khi ép vào vật liệu với lực đủ lớn, sẽ cắt hoặc cắt xuyên qua vật liệu. Đục hoạt động kết hợp với một khuôn, khuôn này hỗ trợ vật liệu và cho phép thanh đục thoát ra.

Đục lỗ là một hoạt động cơ bản trong chế tạo kim loại tấm, cho phép tạo ra các lỗ, khe và các đặc điểm khác chính xác mà không cần đến các hoạt động gia công. Quá trình này rất cần thiết trong các ngành sản xuất đòi hỏi sản xuất khối lượng lớn các thành phần đục lỗ.

Theo thuật ngữ luyện kim, đột dập là quá trình biến dạng cắt có kiểm soát, trong đó vật liệu tách ra thông qua biến dạng dẻo cục bộ tiếp theo là gãy. Mối quan hệ đột dập-khuôn mẫu minh họa cho ứng dụng thực tế của các nguyên tắc về độ bền cắt của vật liệu và cơ học tách vật liệu.

Bản chất vật lý và cơ sở lý thuyết

Cơ chế vật lý

Ở cấp độ vi cấu trúc, đột dập liên quan đến các cơ chế biến dạng phức tạp khi đầu đột tiếp xúc với vật liệu. Ban đầu, vật liệu trải qua biến dạng đàn hồi, sau đó là biến dạng dẻo khi áp suất đột vượt quá giới hạn chảy của vật liệu. Khi đầu đột tiếp tục xuyên qua, ứng suất cắt mạnh phát triển trong một vùng hẹp giữa đầu đột và cạnh khuôn.

Sự tách vật liệu xảy ra thông qua sự kết hợp của cơ chế cắt và gãy. Trong vùng cắt, các hạt trở nên dài ra và biến dạng nghiêm trọng, tạo ra sự cứng hóa cục bộ. Cuối cùng, các vết nứt nhỏ hình thành ở ranh giới hạt hoặc tạp chất, lan truyền nhanh chóng để hoàn thành quá trình tách vật liệu.

Vết nứt cuối cùng thường biểu hiện cả đặc tính cắt và kéo, với tỷ lệ phụ thuộc vào đặc tính vật liệu, khe hở giữa chày và khuôn, và hình dạng chày.

Mô hình lý thuyết

Mô hình lý thuyết chính cho hoạt động đột dập là mô hình ứng suất cắt, liên quan đến lực cần thiết để đột dập với độ bền cắt của vật liệu và diện tích bị cắt. Mô hình này được phát triển vào đầu thế kỷ 20 và đã được tinh chỉnh thông qua thử nghiệm thực nghiệm mở rộng.

Theo truyền thống, hiểu biết về cơ học đấm phát triển từ các phép tính lực đơn giản đến các mô hình tinh vi hơn kết hợp hành vi vật liệu dưới các trạng thái ứng suất phức tạp. Các mô hình ban đầu coi đấm là lực cắt thuần túy, trong khi các phương pháp tiếp cận hiện đại nhận ra sự phân bố ứng suất phức tạp và cơ học gãy liên quan.

Các phương pháp tiếp cận lý thuyết hiện đại bao gồm các mô hình phân tích phần tử hữu hạn (FEA) có thể mô phỏng toàn bộ quá trình đột dập, bao gồm các giai đoạn biến dạng đàn hồi và dẻo, khởi đầu vết nứt và lan truyền. Các mô hình phân tích dựa trên lý thuyết trường trượt cung cấp các phương pháp tiếp cận thay thế để dự đoán yêu cầu lực đột dập.

Cơ sở khoa học vật liệu

Hiệu suất đột dập bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi cấu trúc tinh thể và ranh giới hạt của vật liệu được đột dập. Kim loại lập phương tâm mặt (FCC) như nhôm và thép không gỉ austenit thường có độ dẻo cao hơn và cần nhiều năng lượng hơn để đột dập so với kim loại lập phương tâm khối (BCC) như thép ferritic.

Cấu trúc vi mô ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng đột dập và yêu cầu về lực. Vật liệu hạt mịn thường tạo ra các cạnh đột dập sạch hơn với các gờ nhỏ hơn, trong khi vật liệu hạt thô có thể biểu hiện bề mặt gãy không đều hơn. Phân bố pha trong thép đa pha ảnh hưởng đến hành vi biến dạng cục bộ trong quá trình đột dập.

Đục liên quan trực tiếp đến các nguyên tắc khoa học vật liệu cơ bản bao gồm làm cứng biến dạng, độ nhạy tốc độ biến dạng và cơ học gãy. Sự cân bằng giữa độ dẻo và độ bền quyết định liệu cắt sạch hay xé rách chi phối quá trình tách vật liệu.

Biểu thức toán học và phương pháp tính toán

Công thức định nghĩa cơ bản

Công thức cơ bản để tính lực đấm là:

$$F = L \times t \times \tau_s$$

Ở đâu:
- $F$ = lực đấm (N)
- $L$ = chu vi của cú đấm (mm)
- $t$ = độ dày vật liệu (mm)
- $\tau_s$ = cường độ cắt của vật liệu (MPa)

Công thức tính toán liên quan

Cường độ cắt có thể được ước tính gần đúng từ cường độ kéo bằng cách sử dụng:

$$\tau_s \khoảng 0,8 \lần \sigma_{UTS}$$

Ở đâu:
- $\tau_s$ = cường độ cắt (MPa)
- $\sigma_{UTS}$ = độ bền kéo cực đại (MPa)

Để tính lực tách (lực cần thiết để tách đầu đục ra khỏi vật liệu):

$$F_{dải} = k \times F$$

Ở đâu:
- $F_{strip}$ = lực tách (N)
- $F$ = lực đấm (N)
- $k$ = hệ số tách (thường là 0,05-0,15)

Điều kiện và giới hạn áp dụng

Các công thức này giả định các đặc tính vật liệu đồng nhất và sự căn chỉnh khuôn đột lý tưởng. Chúng chính xác nhất đối với các vật liệu dẻo có độ dày nhỏ hơn đường kính đột.

Các mô hình trở nên kém chính xác hơn đối với vật liệu rất mỏng (nơi hiệu ứng uốn chiếm ưu thế) hoặc vật liệu rất dày (nơi hiệu ứng ma sát tăng lên). Chúng cũng không tính đến tính dị hướng của vật liệu hoặc hiệu ứng tốc độ biến dạng ở tốc độ đục cao.

Những tính toán này giả định các cạnh đột và khuôn sắc; sự mài mòn ở các cạnh này có thể làm tăng đáng kể lực đột cần thiết và ảnh hưởng đến chất lượng lỗ.

Phương pháp đo lường và đặc tính

Thông số kỹ thuật thử nghiệm tiêu chuẩn

• ASTM E643: Phương pháp thử tiêu chuẩn cho biến dạng đột bi của vật liệu tấm kim loại
• ISO 16630: Vật liệu kim loại - Tấm và dải - Thử nghiệm mở rộng lỗ
• DIN 50102: Thử nghiệm vật liệu kim loại; thử nghiệm in trên tấm và dải có độ dày từ 0,2 đến 2 mm

Mỗi tiêu chuẩn đều cung cấp các phương pháp cụ thể để đánh giá hành vi vật liệu trong quá trình đột dập, trong đó ASTM E643 tập trung vào đánh giá khả năng tạo hình, ISO 16630 về khả năng mở rộng cạnh và DIN 50102 về đặc điểm in.

Thiết bị và nguyên tắc thử nghiệm

Thiết bị phổ biến bao gồm máy ép cơ học hoặc thủy lực được trang bị cảm biến lực và đầu dò dịch chuyển. Các hệ thống này đo đường cong lực-dịch chuyển trong suốt quá trình đột, ghi lại biến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo và giai đoạn gãy.

Nguyên lý cơ bản liên quan đến việc áp dụng lực được kiểm soát vào cú đấm trong khi đo lực dịch chuyển và lực cản kết quả. Các hệ thống hiện đại thường bao gồm thu thập dữ liệu tốc độ cao để nắm bắt những thay đổi lực nhanh chóng trong quá trình gãy vật liệu.

Thiết bị tiên tiến có thể kết hợp hệ thống đo quang học để phân tích vùng biến dạng theo thời gian thực hoặc cảm biến phát xạ âm thanh để phát hiện vết nứt bắt đầu trước khi vật liệu tách ra có thể nhìn thấy được.

Yêu cầu mẫu

Mẫu thử tiêu chuẩn thường bao gồm vật liệu tấm phẳng có kích thước ít nhất gấp ba lần đường kính đột theo mọi hướng để tránh hiệu ứng cạnh. Độ đồng đều về độ dày phải được duy trì trong phạm vi ±2% trên toàn bộ khu vực thử nghiệm.

Chuẩn bị bề mặt thường đòi hỏi phải tẩy dầu mỡ và làm sạch mà không làm thay đổi cơ học các đặc tính bề mặt. Bất kỳ lớp phủ bảo vệ nào cũng phải được ghi chú vì chúng có thể ảnh hưởng đến điều kiện ma sát và kết quả đo.

Mẫu vật phải không có khuyết tật từ trước và phải đại diện cho vật liệu sản xuất về thành phần, cấu trúc vi mô và lịch sử xử lý.

Thông số thử nghiệm

Kiểm tra tiêu chuẩn thường được tiến hành ở nhiệt độ phòng (20±5°C) với độ ẩm tương đối dưới 70%. Đối với các ứng dụng chuyên biệt, có thể thực hiện kiểm tra ở nhiệt độ cao hoặc nhiệt độ cực thấp bằng cách sử dụng buồng môi trường.

Tốc độ đục dao động từ điều kiện bán tĩnh (0,1-1 mm/phút) để đo chính xác đến tốc độ sản xuất (>100 mm/phút) để thử nghiệm ứng dụng cụ thể. Tốc độ tải ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đối với vật liệu nhạy cảm với tốc độ biến dạng.

Các thông số quan trọng bao gồm khe hở giữa khuôn và đột (thường là 5-20% độ dày vật liệu), bán kính cạnh khuôn và đột, và điều kiện bôi trơn, tất cả đều phải được chỉ định và kiểm soát.

Xử lý dữ liệu

Việc thu thập dữ liệu chính tập trung vào các đường cong lực-biến dạng, được ghi lại ở tốc độ lấy mẫu đủ để nắm bắt được lực cực đại và sự sụt giảm đột ngột liên quan đến sự khởi đầu của vết nứt.

Phân tích thống kê thường bao gồm nhiều thử nghiệm (tối thiểu ba thử nghiệm) để tính toán giá trị trung bình và độ lệch chuẩn cho lực đấm tối đa, khả năng hấp thụ năng lượng và độ dịch chuyển khi gãy.

Giá trị cuối cùng được tính toán bằng cách chuẩn hóa lực đo được theo độ dày vật liệu và chu vi đột để xác định khả năng chống đột cụ thể, cho phép so sánh giữa các hình dạng và vật liệu khác nhau.

Phạm vi giá trị điển hình

Phân loại thép	Phạm vi lực đấm điển hình (N/mm²)	Điều kiện thử nghiệm	Tiêu chuẩn tham khảo
Thép cacbon thấp (AISI 1020)	350-450	t=1mm, 20°C, đục lỗ 5mm	Tiêu chuẩn ASTM E643
Thép cacbon trung bình (AISI 1045)	500-650	t=1mm, 20°C, đục lỗ 5mm	Tiêu chuẩn ASTM E643
Thép không gỉ (AISI 304)	600-750	t=1mm, 20°C, đục lỗ 5mm	Tiêu chuẩn ASTM E643
Hợp kim thấp cường độ cao (HSLA)	700-900	t=1mm, 20°C, đục lỗ 5mm	Tiêu chuẩn ASTM E643

Sự khác biệt trong mỗi phân loại thép chủ yếu là do sự khác biệt về xử lý nhiệt, kích thước hạt và các biến thể nhỏ về thành phần. Hàm lượng carbon và các nguyên tố hợp kim cao hơn thường làm tăng lực đục cần thiết.

Trong các ứng dụng thực tế, các giá trị này giúp xác định yêu cầu về công suất ép và các thông số thiết kế dụng cụ. Các giá trị cao hơn cho thấy tốc độ mài mòn dụng cụ và yêu cầu năng lượng lớn hơn.

Một xu hướng rõ ràng cho thấy độ bền vật liệu tăng có tương quan với yêu cầu lực đục cao hơn, mặc dù mối quan hệ này không hoàn toàn tuyến tính do sự khác biệt trong hành vi làm cứng và các đặc điểm cấu trúc vi mô.

Phân tích ứng dụng kỹ thuật

Những cân nhắc về thiết kế

Kỹ sư phải tính toán lực đục cần thiết dựa trên đặc tính vật liệu, độ dày và hình dạng lỗ để lựa chọn công suất ép phù hợp. Các hệ số an toàn thông thường từ 1,3-1,5 được áp dụng để tính đến các biến thể đặc tính vật liệu và độ mòn của dụng cụ.

Lựa chọn khoảng hở của khuôn và đột là quyết định thiết kế quan trọng, cân bằng chất lượng cạnh với yêu cầu về tuổi thọ và lực của dụng cụ. Khoảng hở tối ưu thường nằm trong khoảng từ 5% độ dày vật liệu cho các ứng dụng chính xác đến 20% cho các hoạt động sản xuất cao.

Việc lựa chọn vật liệu cho đột phải xem xét đến khả năng chống mài mòn, độ dẻo dai và cường độ nén. Thép công cụ như D2, M2 và thép tốc độ cao luyện kim bột thường được lựa chọn dựa trên khối lượng sản xuất và vật liệu được đột.

Các lĩnh vực ứng dụng chính

Sản xuất ô tô phụ thuộc rất nhiều vào hoạt động đột dập để tạo lỗ trên các thành phần khung gầm, tấm thân và các thành phần kết cấu. Sản xuất khối lượng lớn đòi hỏi công cụ mạnh mẽ có khả năng thực hiện hàng triệu chu kỳ trong khi vẫn duy trì độ chính xác về kích thước.

Sản xuất điện tử đòi hỏi phải đục lỗ siêu nhỏ chính xác để tạo lỗ kết nối, kiểu thông gió và các tính năng lắp đặt trong vật liệu dạng tấm mỏng. Các ứng dụng này đòi hỏi dung sai cực kỳ chặt chẽ và chất lượng cạnh sạch.

Ngành xây dựng và cơ sở hạ tầng sử dụng đột dập cho các thành phần thép kết cấu, tạo lỗ bu lông, cổng tiếp cận và điểm kết nối. Các ứng dụng này thường liên quan đến vật liệu dày hơn và lực đột dập cao hơn.

Đánh đổi hiệu suất

Tốc độ đột ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất nhưng lại tác động ngược lại đến tuổi thọ của dụng cụ. Tốc độ cao hơn làm tăng tỷ lệ sản xuất nhưng tạo ra nhiều nhiệt hơn và đẩy nhanh quá trình mài mòn dụng cụ, đặc biệt là khi đột các vật liệu có độ bền cao.

Chất lượng cạnh thường xung đột với hiệu quả sản xuất. Khoảng hở khuôn đột chặt hơn tạo ra các cạnh sạch hơn nhưng đòi hỏi lực lớn hơn và làm dụng cụ mài mòn nhanh hơn, trong khi khoảng hở lớn hơn kéo dài tuổi thọ dụng cụ nhưng tạo ra nhiều gờ và biến dạng cạnh hơn.

Các kỹ sư phải cân bằng giữa độ chính xác của kích thước lỗ với chi phí sản xuất. Các lỗ nhỏ hơn so với độ dày vật liệu (tỷ lệ khung hình) khó sản xuất và bảo trì hơn, đòi hỏi phải có công cụ và bảo trì chính xác hơn.

Phân tích lỗi

Đục lỗ là một dạng hỏng hóc phổ biến, thường là kết quả của lực ngang quá mức do sai lệch, hỗ trợ không đủ hoặc độ dày vật liệu thay đổi. Quá trình hỏng hóc thường bắt đầu bằng việc sứt cạnh, sau đó là sự lan truyền vết nứt và gãy nghiêm trọng.

Sự mài mòn khuôn biểu hiện bằng sự gia tăng hình thành gờ và chất lượng lỗ giảm sút. Cơ chế mài mòn liên quan đến sự mài mòn và bám dính khi vật liệu chảy giữa đục và khuôn, dần dần tăng khoảng hở hiệu quả vượt quá phạm vi tối ưu.

Các chiến lược giảm thiểu bao gồm hệ thống căn chỉnh thích hợp, kiểm tra và bảo dưỡng dụng cụ thường xuyên, bôi trơn thích hợp và thiết kế khuôn tiến bộ phân bổ lực đều hơn trên khắp dụng cụ.

Các yếu tố ảnh hưởng và phương pháp kiểm soát

Ảnh hưởng của thành phần hóa học

Hàm lượng cacbon ảnh hưởng đáng kể đến yêu cầu về lực đục và chất lượng cạnh. Thép cacbon cao hơn đòi hỏi lực đục lớn hơn nhưng thường tạo ra các cạnh cắt sạch hơn do giảm biến dạng dẻo trước khi gãy.

Lưu huỳnh, khi có mặt dưới dạng nguyên tố vi lượng (0,05-0,15%), có thể cải thiện khả năng gia công và giảm lực đục bằng cách hình thành các tạp chất mangan sulfua hoạt động như chất tập trung ứng suất trong quá trình cắt. Tuy nhiên, lưu huỳnh quá nhiều có thể làm giảm tính toàn vẹn của vật liệu.

Tối ưu hóa thành phần thường liên quan đến việc cân bằng các yêu cầu về độ bền với nhu cầu về khả năng tạo hình. Thép cường độ cao hiện đại thường kết hợp các nguyên tố hợp kim vi mô như niobi và titan để đạt được độ bền thông qua quá trình làm cứng kết tủa thay vì hàm lượng carbon.

Ảnh hưởng của cấu trúc vi mô

Kích thước hạt mịn hơn thường cải thiện hiệu suất đột dập bằng cách cung cấp biến dạng đồng đều hơn và bề mặt gãy sạch hơn. Mối quan hệ Hall-Petch tương quan giữa kích thước hạt giảm với cường độ chịu kéo tăng, ảnh hưởng đến giai đoạn biến dạng dẻo ban đầu.

Phân bố pha ảnh hưởng đáng kể đến hành vi đột dập. Thép hai pha với cấu trúc vi mô ferit-martensite thể hiện các kiểu biến dạng phức tạp trong quá trình đột dập, với các vùng ferit mềm hơn biến dạng dẻo trong khi các vùng martensite cứng hơn bị gãy đột ngột hơn.

Các tạp chất và khuyết tật không phải kim loại đóng vai trò là chất tập trung ứng suất trong quá trình đột, có khả năng gây nứt sớm hoặc gây ra các đường gãy không đều. Thép sạch hơn với ít tạp chất thường thể hiện hành vi đột dễ dự đoán hơn.

Xử lý ảnh hưởng

Xử lý nhiệt ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất đột dập bằng cách thay đổi độ bền và độ dẻo của vật liệu. Vật liệu ủ cần lực đột dập thấp hơn nhưng có thể tạo ra nhiều gờ hơn, trong khi vật liệu cứng cần lực cao hơn nhưng tạo ra các cạnh sạch hơn.

Các quy trình làm việc nguội như cán tạo ra sự cứng hóa biến dạng làm tăng yêu cầu về lực đục. Mức độ cứng hóa trước khi gia công có thể làm tăng lực đục từ 20-50% so với vật liệu ủ có cùng thành phần.

Tốc độ làm mát trong quá trình sản xuất vật liệu ảnh hưởng đến kích thước hạt và phân bố pha. Vật liệu được làm mát nhanh thường có cấu trúc vi mô mịn hơn, đòi hỏi lực đục cao hơn nhưng tạo ra chất lượng cạnh tốt hơn.

Các yếu tố môi trường

Nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất đột. Nhiệt độ cao làm giảm độ bền vật liệu nhưng tăng độ dẻo, có khả năng đòi hỏi lực đột thấp hơn nhưng tạo ra nhiều biến dạng gờ và cạnh hơn.

Môi trường ăn mòn có thể làm hỏng cả bề mặt phôi và dụng cụ, làm tăng ma sát và tốc độ mài mòn. Việc lựa chọn vật liệu và lớp phủ bảo vệ phù hợp trở nên quan trọng trong những điều kiện như vậy.

Tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ và độ ẩm thay đổi có thể làm thay đổi tính chất vật liệu do lão hóa hoặc giòn do hydro, có khả năng thay đổi hành vi đục lỗ theo thời gian đối với vật liệu được lưu trữ.

Phương pháp cải tiến

Cải tiến luyện kim bao gồm phát triển thép cường độ cao tiên tiến với các cấu trúc vi mô được thiết kế riêng kết hợp cường độ cao với độ dẻo đủ để đục sạch. Các kỹ thuật kiểm soát hình dạng tạp chất cũng có thể giảm thiểu tác động tiêu cực của các hạt phi kim loại.

Các cải tiến dựa trên quy trình bao gồm quá trình dập mịn, tạo thêm áp suất ngược trong quá trình đột để kiểm soát dòng vật liệu và tạo ra các cạnh cực kỳ sạch. Đục ấm (ở nhiệt độ cao vừa phải) có thể giảm lực cần thiết trong khi vẫn duy trì chất lượng cạnh.

Tối ưu hóa thiết kế bao gồm các cấu hình đột dập tiến bộ phân phối lực đột dập theo thời gian, giảm tải trọng đỉnh và cải thiện chất lượng cạnh. Khoảng hở đột dập tối ưu dựa trên các đặc tính vật liệu cụ thể cũng có thể cải thiện đáng kể kết quả.

Các điều khoản và tiêu chuẩn liên quan

Các thuật ngữ liên quan

Cắt phôi là quá trình cắt một phần kim loại tấm ra khỏi vật liệu xung quanh, về cơ bản là ngược lại với đột dập, trong đó phần cắt ra là sản phẩm mong muốn chứ không phải là phế liệu.

Khoảng hở khuôn mô tả sự khác biệt về kích thước giữa đường kính khuôn và đột, thường được thể hiện dưới dạng phần trăm độ dày vật liệu, ảnh hưởng quan trọng đến lực đột và chất lượng cạnh.

Góc cắt là góc nghiêng đôi khi được áp dụng cho mặt đột để giảm lực đột tức thời bằng cách phân bổ lực cắt theo thời gian thay vì đồng thời trên toàn bộ chu vi.

Các thuật ngữ này có mối liên hệ với nhau trong các hoạt động tạo hình tấm kim loại, với các nguyên tắc đột dập áp dụng cho các hoạt động cắt phôi và khoảng hở khuôn ảnh hưởng đến tất cả các quy trình cắt.

Tiêu chuẩn chính

ISO 6892 cung cấp các phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để xác định các đặc tính kéo của vật liệu kim loại, có liên quan trực tiếp đến yêu cầu về lực đục và hành vi trong quá trình đục.

ASTM B831 đề cập đến phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn để thử nghiệm cắt các sản phẩm hợp kim nhôm mỏng, cung cấp các phương pháp liên quan đến việc dự đoán hành vi đột dập trong vật liệu không chứa sắt.

Các tiêu chuẩn khu vực khác nhau chủ yếu ở yêu cầu chuẩn bị mẫu và định dạng báo cáo dữ liệu, trong đó các tiêu chuẩn Châu Âu (EN) thường yêu cầu phân tích độ không chắc chắn toàn diện hơn so với các tiêu chuẩn ASTM tương đương.

Xu hướng phát triển

Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc tối ưu hóa dựa trên mô phỏng các quy trình đột dập bằng cách sử dụng các mô hình phần tử hữu hạn tiên tiến kết hợp các đặc điểm cấu trúc vi mô và quá trình phát triển hư hỏng trong quá trình tách vật liệu.

Các công nghệ mới nổi bao gồm hệ thống cảm biến trong khuôn cung cấp khả năng theo dõi lực đột và tình trạng dụng cụ theo thời gian thực, cho phép bảo trì dự đoán và kiểm soát chất lượng mà không làm gián đoạn sản xuất.

Những phát triển trong tương lai có thể sẽ tập trung vào các vật liệu tiên tiến với cấu trúc vi mô được thiết kế riêng để cải thiện hiệu suất đột dập, kết hợp độ bền cao với hành vi gãy được kiểm soát để giảm thiểu nhu cầu năng lượng đồng thời tối đa hóa chất lượng cạnh.