PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh trao đổi trong phòng thực hành cơ khí tại Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2012. Ảnh tư liệu: Richard Nyberg/USAID.

Một khối thép khuôn sau nhiệt luyện có thể đạt độ cứng cần thiết cho làm việc, nhưng chính đặc tính ấy khiến công đoạn gia công tinh trở nên khó hơn. Với những vật liệu khó cắt gọt bằng phương pháp thông thường, gia công tia lửa điện – EDM – cho phép bóc vật liệu bằng các xung phóng điện giữa điện cực và chi tiết thay vì dùng lưỡi cắt tiếp xúc trực tiếp. Bài toán sau đó không còn đơn giản là “bóc được nhiều vật liệu nhất”, mà phải cân bằng đồng thời tốc độ gia công, độ mòn điện cực và chất lượng bề mặt.

PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh hiện là giảng viên cao cấp Khoa Cơ khí chế tạo máy, Trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội; hồ sơ hiện hành của trường cũng ghi bà kiêm Phó trưởng phòng Quản lý nghiên cứu và thuộc nhóm chuyên môn Gia công vật liệu & Dụng cụ công nghiệp. Các hướng nghiên cứu được công bố gồm công nghệ gia công truyền thống và tiên tiến, CAD/CAM/CAE, CNC cùng các bài toán dung sai, sai số trong sản phẩm cơ khí.

Công trình mới công bố tháng 6/2026 trên Vietnam Journal of Science and Technology có PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh là đồng tác giả, tập trung vào thép SKD61 đã nhiệt luyện trong chế độ gia công tinh bằng EDM có bổ sung bột hợp chất vonfram. Nhóm khảo sát ba biến số gồm dòng điện đỉnh, thời gian phát xung và lượng bột; đồng thời theo dõi ba đầu ra là tốc độ bóc vật liệu, tốc độ mòn điện cực và độ nhám bề mặt.

Ba biến số nhưng không có một đáp án tốt cho mọi mục tiêu

Trong thí nghiệm, nhóm xây dựng các mô hình dự báo rồi kiểm tra bằng phân tích phương sai. Hai phương pháp tối ưu đa tiêu chí – Desirability Approach và TOPSIS – được sử dụng để tìm các tổ hợp thông số phù hợp thay vì chỉ đẩy một chỉ tiêu lên mức cao nhất. Kết quả cho thấy dòng điện đỉnh là yếu tố có ảnh hưởng mạnh nhất tới cả tốc độ bóc vật liệu, mòn điện cực và độ nhám.

Điểm đáng chú ý nằm ở chỗ hai phương pháp tối ưu không đưa ra cùng một “người thắng” ở mọi chỉ số. Phương án theo Desirability Approach cho tốc độ bóc vật liệu cao hơn 8,67% so với phương án TOPSIS. Ngược lại, phương án TOPSIS cho mức mòn điện cực thấp hơn 10% và độ nhám thấp hơn 0,5% so với phương án kia. Những tỷ lệ này là so sánh giữa hai nghiệm tối ưu, không phải mức cải thiện so với một quy trình gia công thông thường.

Khác biệt đó làm rõ bản chất của bài toán công nghệ. Nếu ưu tiên năng suất, người vận hành có thể chấp nhận một điểm làm việc khác so với khi mục tiêu là kéo dài tuổi thọ điện cực hay đạt bề mặt tốt hơn. Vì vậy, tối ưu trong gia công không nhất thiết là tìm một thông số “cao nhất”, mà là xác định điểm cân bằng phù hợp với yêu cầu sản xuất cụ thể.

PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh trong phòng thực hành cơ khí tại Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2012. Ảnh tư liệu: Richard Nyberg/USAID.

Trong cùng không gian nghiên cứu cơ khí, câu chuyện về nữ giảng viên Cơ khí Bách khoa hơn 30 năm truyền niềm tin và cảm hứng từng cho thấy một lát cắt về đào tạo con người. Với nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh, trọng tâm chuyển sang một phần việc khác của ngành: đo đạc những thay đổi rất nhỏ trên vật liệu để tìm ra chế độ gia công phù hợp.

Nhiệt luyện đem lại lợi thế nhưng cũng tạo thêm đánh đổi

Một công trình năm 2025 giúp nhìn rõ hơn vì sao nhóm không thể chỉ dựa vào một chỉ số. Nghiên cứu so sánh thép khuôn X40CrMoV51 ở trạng thái đã nhiệt luyện và chưa nhiệt luyện khi được gia công bằng EDM có bột hợp chất vonfram. Đây cũng là công trình có PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh tham gia với tư cách đồng tác giả.

Ở mẫu đã nhiệt luyện, tốc độ bóc vật liệu của chi tiết tăng từ 0,0462 lên 0,0498 g/phút; tốc độ mòn điện cực giảm từ 0,00482 xuống 0,00464 g/phút và lớp tái đông đặc mỏng hơn, từ 18,432 xuống 15,208 micromet. Nhưng không phải mọi đặc tính đều đi theo một chiều thuận lợi: tỷ lệ diện tích vi nứt ở mẫu đã nhiệt luyện là 2,914%, cao hơn mức 2,412% của mẫu chưa nhiệt luyện; bề mặt mẫu chưa nhiệt luyện cũng được ghi nhận đồng đều và phẳng hơn.

Những con số ấy làm cho kết luận bớt hấp dẫn theo nghĩa quảng bá nhưng có giá trị hơn về mặt kỹ thuật. Nhiệt luyện có thể cải thiện một số chỉ số gia công trong khi đồng thời làm xuất hiện một đánh đổi ở đặc tính khác. Muốn chọn chế độ phù hợp, kỹ sư cần biết sản phẩm cuối cùng đòi hỏi điều gì ở năng suất, độ nhám, lớp bề mặt và nguy cơ hình thành vi nứt.

Máy gia công tia lửa điện EDM. Phương pháp này bóc vật liệu nhờ các xung phóng điện giữa điện cực và chi tiết trong môi trường điện môi. Ảnh: NezzerX/Wikimedia Commons, public domain.

Một chi tiết quan trọng khi lựa chọn PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh làm nhân vật của bài là phần đóng góp tác giả được công bố minh bạch ở nghiên cứu năm 2025. Bài báo ghi rõ tác giả đứng đầu là người đề xuất và thiết kế nghiên cứu; PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh cùng các đồng tác giả tham gia thực hiện thí nghiệm và viết bản thảo ban đầu. Bà cũng nằm trong nhóm ba tác giả tham gia huy động kinh phí cho công trình. Vì vậy, không có căn cứ để quy toàn bộ ý tưởng hay kết quả cho riêng bà, nhưng cũng không thể xem vai trò của bà chỉ là một cái tên trong danh sách tác giả.

Cách nhìn này đặc biệt quan trọng với những bài viết về nữ khoa học. Thành quả nghiên cứu hiện đại thường là sản phẩm của một nhóm có phân công, và việc tôn trọng đóng góp của nhân vật chính không đồng nghĩa với xóa đi phần việc của cộng sự.

Một hướng nghiên cứu được theo đuổi qua nhiều năm

Hướng dùng EDM kết hợp bột vonfram để nghiên cứu chất lượng bề mặt thép SKD61 không chỉ mới xuất hiện trong các công bố gần đây. Hồ sơ đào tạo tiến sĩ của Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2017 cho thấy PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh từng tham gia hướng dẫn một luận án về chất lượng bề mặt thép SKD61 chưa tôi bằng phương pháp xung tia lửa điện trong môi trường điện môi chứa bột cacbít vonfram. Luận án khi đó khảo sát ảnh hưởng của thông số công nghệ và nồng độ bột tới độ nhám, độ cứng tế vi và lượng vonfram xâm nhập vào bề mặt.

Đặt cạnh nghiên cứu năm 2026, có thể thấy một mạch vấn đề được kéo dài từ việc nhận diện tác động của bột và thông số EDM tới bước xây dựng mô hình, rồi tối ưu đồng thời nhiều tiêu chí trên vật liệu đã nhiệt luyện. Đây là sự tiếp nối về hướng nghiên cứu, không phải bằng chứng cho thấy toàn bộ các công trình trong chuỗi đều do một cá nhân sở hữu hay dẫn dắt.

Ở một nhánh khác của khoa học vật liệu, Phụ nữ Mới đã giới thiệu nữ kỹ sư theo đuổi vật liệu “tự chữa lành”, nơi mục tiêu là tạo ra polymer có khả năng phục hồi sau hư hỏng. Hai hướng nghiên cứu rất khác nhau, nhưng cùng cho thấy giá trị của khoa học vật liệu nằm ở khả năng đo được, kiểm soát được và dự báo được cách vật liệu phản ứng trong điều kiện sử dụng cụ thể.

Với PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Minh, lát cắt đáng chú ý vì thế không nằm ở một câu chuyện “phụ nữ bước vào ngành cơ khí vốn dành cho nam giới”. Dữ liệu nghiên cứu không cần cách kể ấy để trở nên có giá trị. Phần việc rõ hơn là cách một nhà khoa học cơ khí cùng đồng nghiệp dùng thực nghiệm, mô hình thống kê và tối ưu đa tiêu chí để giải quyết những đánh đổi rất cụ thể giữa năng suất và chất lượng bề mặt.

Một quy trình tốt hơn đôi khi không phải quy trình đạt con số lớn nhất. Nó là quy trình mà kỹ sư hiểu đủ rõ cái được, cái mất và lý do phải chọn một điểm làm việc thay vì điểm khác. Chính ở phần việc tưởng như rất nhỏ ấy, từ dòng điện, thời gian xung tới vài micromet lớp bề mặt, nghiên cứu cơ khí tạo ra những căn cứ cần thiết để một chi tiết được gia công chính xác hơn.

Gia công tia lửa điện EDM là gì?

EDM là phương pháp gia công không truyền thống, trong đó vật liệu được bóc khỏi chi tiết nhờ các xung phóng điện có kiểm soát giữa điện cực và vật gia công trong môi trường điện môi. Vì không cần lưỡi cắt tiếp xúc trực tiếp, EDM phù hợp với nhiều vật liệu dẫn điện có độ cứng cao hoặc hình dạng khó gia công bằng phương pháp cắt gọt thông thường.

 Trong PMEDM, một loại bột thích hợp được bổ sung vào dung dịch điện môi. Các hạt bột làm thay đổi điều kiện phóng điện và có thể ảnh hưởng tới tốc độ bóc vật liệu, độ mòn điện cực cũng như đặc tính bề mặt. Hiệu quả cuối cùng phụ thuộc vào vật liệu, loại bột, nồng độ và bộ thông số vận hành chứ không thể mặc định rằng “thêm bột” luôn làm mọi chỉ tiêu tốt hơn.