Phương pháp chế tạo thủ công vật liệu compotise

Phương pháp chế tạo thủ công

M t trong nh ng phộ ữ ương pháp được s d ng r ng rãi nh t trong ch t o s n ph m b ngử ụ ộ ấ ế ạ ả ẩ ằ

v t li u composite là phậ ệ ương pháp ch t o th công Phế ạ ủ ương pháp th công s d ngủ ử ụ khuôn h , có th s d ng khuôn dở ể ử ụ ương ho c khuôn âm Quy trình ch t o ặ ế ạ được th c hi nự ệ

nh sau:ư

- Quét ph l p h tr tháo khuôn lên b m t khuôn;ủ ớ ỗ ợ ề ặ

- Ph l p t o b m t s n ph m (gel-coat);ủ ớ ạ ề ặ ả ẩ

- Ph nh a polymer trên l p t o b m t;ủ ự ớ ạ ề ặ

- R i l p v t li u gia cả ớ ậ ệ ường trên n n nh a polymer;ề ự

- Dùng con l n ă để ă l n ép v t li u gia cậ ệ ường v i nh a;ớ ự

- Ph l p t o b m t trên l p v t li u gia củ ớ ạ ề ặ ớ ậ ệ ường cu i cùng.ố

Sau khi quá trình r i v t li u gia cả ậ ệ ường và th m nh a ã hoàn thành, s n ph m ấ ự đ ả ẩ đượ đểc ông k t t i nhi t môi tr ng T c ông k t c a s n ph m ph thu c theo lo i

polymer, độ dày s n ph m, nhi t ả ẩ ệ độ môi trường và độ ẫ d n nhi t c a v t li u khuôn ệ ủ ậ ệ Để ă t ng

t c ố độ đ ông k t và gi m th i gian tháo khuôn, các s n ph m có kích thế ả ờ ả ẩ ước nh ỏ đượ đưc a vào lò s y; các s n ph m có kích thấ ả ẩ ướ ớc l n h n có th ơ ể được s y b ng khí nóng Ph n ngấ ằ ả ứ

t a nhi t trong quá trình ông k t có th làm t ng nhi t ỏ ệ đ ế ể ă ệ độ ủ c a s n ph m T c ả ẩ ố độ thay đổi nhi t c ng là y u t quan tr ng quy t nh t i c tính và ch t lệ ũ ế ố ọ ế đị ớ ơ ấ ượng s n ph m Do h sả ẩ ệ ố giãn n c a v t li u gia cở ủ ậ ệ ường và nh a polymer khác nhau, s thay ự ự đổi nhi t ệ độ ớ l n trong quá trình ông k t có th làm bi n d ng liên k t gi a hai lo i v t li u.đ ế ể ế ạ ế ữ ạ ậ ệ

V t li u s d ng trong phậ ệ ử ụ ương pháp th công thủ ường là polyester không no và s i th yợ ủ tinh Phương pháp ch t o th công có u i m s d ng khuôn m u ế ạ ủ ư đ ể ử ụ ẫ đơn gi n vì quá trìnhả

ch t o nhi t ế ạ ở ệ độ và áp su t không cao Tuy nhiên, do phấ ương pháp này s d ng khuônử ụ

h nên ch t lở ấ ượng hai b m t s n ph m không ề ặ ả ẩ đồng đều Phương pháp th công thủ ường

c áp d ng cho các lo t s n ph m có s l ng nh ho c s n ph m n chi c

Phương pháp phun hỗn hợp composite

Trong phương pháp phun h n h p, v t li u gia cỗ ợ ậ ệ ường có kích thước nh ỏ được tr n v iộ ớ

nh a polymer theo t l xác nh Súng phun ự ỷ ệ đị được s d ng ử ụ để phun h n h p nh aỗ ợ ự polymer và v t li u gia cậ ệ ường vào khuôn V t li u gia cậ ệ ường được cung c p liên t c vàoấ ụ

m t ộ đầu c p c a súng phun, nh a polymer và ch t kh i t o ph n ng ấ ủ ự ấ ở ạ ả ứ được cung c p t iấ ớ

m t ộ đầu c p khác c a súng Quá trình hòa tr n ấ ủ ộ được di n ra trong thi t b hòa tr n t nhễ ế ị ộ ĩ

ho c ặ động trong súng phun ho c trong thi t b khác Tặ ế ị ương t nh phự ư ương pháp ch t oế ạ

th công, ch t h tr tháo khuôn ủ ấ ỗ ợ được phun ho c quét lên m t khuôn, ti p theo là l p gel-ặ ặ ế ớ

coat t o b m t cho s n ph m Sau ó h n h p nh a polymer, ch t kh i t o ph n ng vàạ ề ặ ả ẩ đ ỗ ợ ự ấ ở ạ ả ứ

s i gia cợ ường được phun ép vào khuôn

V t li u s d ng trong phậ ệ ử ụ ương pháp phun h n h p composite tỗ ợ ương t nh trong phự ư ương pháp th công S i th y tinh ủ ợ ủ được c t v i chi u dài t 10mm t i 40mm trắ ớ ề ừ ớ ước khi được tr nộ vào h n h p.ỗ ợ

Phương pháp phun h n h p composite ỗ ợ được s d ng trong ch t o các s n ph m có hìnhử ụ ế ạ ả ẩ

d ng ph c t p và các s n ph m có yêu c u c tính không cao Tuy nhiên, phạ ứ ạ ả ẩ ầ ơ ương pháp phun h n h p composite có th ki m soát t t t l c a nh a polymer và v t li u gia cỗ ợ ể ể ố ỷ ệ ủ ự ậ ệ ường trong h n h p, qua ó ỗ ợ đ đảm b o tính th m m và ả ẩ ỹ độ đồng đều v c tính c a s n ph m.ề ơ ủ ả ẩ Phương pháp thấm nhựa trước

Trong phương pháp này, v t li u gia cậ ệ ường được th m nh a polymer và ấ ự được b o qu nả ả trong môi trường nhi t ệ độ ấ th p Quy trình ch t o s n ph m composite s d ng v t li uế ạ ả ẩ ử ụ ậ ệ

th m nh a trấ ự ướ được c th c hi n nh sau: v t li u gia cự ệ ư ậ ệ ường ã th m nh a polymer đ ấ ự được

l y ra kh i thùng b o qu n l nh, ấ ỏ ả ả ạ để trao đổi nhi t t nhiên và ệ ự đạ ớt t i nhi t ệ độ môi trường

trước khi ti n hành gia công Trong quá trình trao ế đổi nhi t t nhiên, v t li u gia cệ ự ậ ệ ường

th m nh a polymer ấ ự đượ đểc trong bao bì b o qu n ả ả để tránh ng ng t h i nư ụ ơ ước trên bề

m t V t li u gia cặ ậ ệ ường ã th m nh a polymer đ ấ ự được c t thành hình d ng theo thi t k Quáắ ạ ế ế trình c t có th ti n hành th công ho c t ắ ể ế ủ ặ ự động Sau khi v t li u ậ ệ được c t theo thi t k ,ắ ế ế

ti n hành bóc l p b o v , ế ớ ả ệ đặ ậ ệt v t li u lên khuôn theo t ng l p Quá trình ừ ớ đượ ặ ạ ớc l p l i t i khi

t c yêu c u v d y c a s n ph m

V t li u th m nh a polymer trậ ệ ấ ự ướ được c s d ng trong nh ng lo t s n ph m có s lử ụ ữ ạ ả ẩ ố ượng không l n Do ớ độ ầ d y c a v t li u th m nh a polymer trủ ậ ệ ấ ự ước thường không l n nên quáớ trình r i ả đặt các l p yêu c u ớ ầ độ chính xác cao Thông thường quá trình này được th c hi nự ệ

t ự động ho c v i s h tr c a máy tính Tặ ớ ự ỗ ợ ủ ương t nh phự ư ương pháp l n tay th công,ă ủ khuôn m u s d ng trong phẫ ử ụ ương pháp th m nh a trấ ự ước khá đơn gi n, tuy nhiên v i cácả ớ

s n ph m yêu c u ả ẩ ầ độ chính xác cao nh các chi ti t trên máy bay, khuôn m u thư ế ẫ ường

c ch t o b ng kim lo i ho c v t li u composite có th ch u c t i tr ng l n trong

quá trình ch t o.ế ạ

V i các chi ti t yêu c u tính n ng k thu t cao thớ ế ầ ă ỹ ậ ường s d ng nén ép ử ụ để đạ đượ đột c liên

k t t t gi a các l p v t li u Chi phí ch t o khuôn cho các chi ti t này thế ố ữ ớ ậ ệ ế ạ ế ường khá cao Túi chân không có th ể được s d ng trong quá trình nén các l p v t li u v i nhau Sau khi cácử ụ ớ ậ ệ ớ

l p v t li u ớ ậ ệ đượ đặc t trên khuôn, l p phim h tr tháo khuôn ớ ỗ ợ đượ đặc t trên v t li u ã th mậ ệ đ ấ

nh a L p phim n ôn trong quá trình gia công Ti p theo ngự ớ ế ười ta s d ng l p phim phử ụ ớ ủ bên ngoài l p phim h tr tháo khuôn L p phim này còn có tác d ng h p th ph n nh aớ ỗ ợ ớ ụ ấ ụ ầ ự

th a b nén ra kh i s n ph m trong quá trình ch t o L p v t li u cu i cùng dừ ị ỏ ả ẩ ế ạ ớ ậ ệ ố ưới túi chân không là phim thông h i L p phim thông h i có tác d ng giúp thoát khí d trong s n ph mơ ớ ơ ụ ư ả ẩ

và khuôn ra ngoài để tránh các r khí Ngoài ra l p phim này có tác d ng i u hòa áp su tỗ ớ ụ đ ề ấ trong khuôn và trên toàn b b m t s n ph m L p phim thông khí thộ ề ặ ả ẩ ớ ường được ch t o tế ạ ừ

v i, s i ho c các v t li u có tính n ng tả ợ ặ ậ ệ ă ương t L p ngoài cùng là túi chân không ự ớ được làm kín v i khuôn b ng b ng dính ớ ằ ă đặc bi t (sealant tape).ệ

Trong phương pháp v t li u th m nh a trậ ệ ấ ự ước, s i carbon và epoxy thợ ường được s d ngử ụ

là v t li u gia cậ ệ ường và v t li u n n Phậ ệ ề ương pháp này đượ ức ng d ng ch t o các s nụ ế ạ ả

ph m trong ngành hàng không Tuy nhiên phẩ ương pháp này ang d n đ ầ được áp d ng trongụ

ch t o các d ng c th thao và gi i trí nh c n câu cá, g y ch i golf, ván trế ạ ụ ụ ể ả ư ầ ậ ơ ượt, v.v

a s các lo i nh a polymer s d ng trong ph ng pháp th m nh a tr c ông k t t i

nhi t ệ độ cao h n nhi t ơ ệ độ bình thường trong phòng Do ó, ngđ ười ta thường ti n hành giaế nhi t trong quá trình hoàn thi n s n ph m Vi c gia nhi t cho quá trình ông k t v t li u cóệ ệ ả ẩ ệ ệ đ ế ậ ệ

th ể được th c hi n b ng gia nhi t môi trự ệ ằ ệ ường ho c gia nhi t khuôn v i các lo i nh aặ ệ ớ ạ ự polymer có nhi t ệ độ đ ông k t th p.ế ấ

Phương pháp đùn ép

Trong phương pháp này nh a polymer dự ướ ại d ng b t ho c h n h p nh a polymer và v tộ ặ ỗ ợ ự ậ

li u gia cệ ường có chi u dài ng n ề ắ được c p vào tr ng ch a h n h p v t li u c a máy ùnấ ố ứ ỗ ợ ậ ệ ủ đ

ép Tr c vít ụ được s d ng ử ụ để đẩy h n h p v t li u v phía trỗ ợ ậ ệ ề ước c a tr ng, nén h n h pủ ố ỗ ợ

v t li u ậ ệ đồng th i ờ đẩy không khí ch a trong v t li u ra ngoài Trong quá trình hòa tr n maứ ậ ệ ộ sát làm t ng nhi t ă ệ độ ủ c a h n h p, n ng lỗ ợ ă ượng nhi t này làm v t li u chuy n sang tr ngệ ậ ệ ể ạ thái l ng trỏ ước khi được chuy n t i bu ng phun ép Do quá trình nén c t trong tr c vít,ể ớ ồ ắ ụ chi u dài c a s i gia cề ủ ợ ường gi m Dả ướ ựi l c ép c a tr c vít, v t li u ủ ụ ậ ệ đượ đc ùn ép vào khuôn, h th ng van m t chi u ệ ố ộ ề được s d ng ử ụ để ng n v t li u b nén ngă ậ ệ ị ượ ạ ốc l i tr ng ch a.ứ Khi v t li u ã ậ ệ đ được nén vào trong khuôn, tr c vít ụ được gi nguyên v trí ữ ị để duy trì áp su tấ trong khuôn Khi v t li u ã ông k t trong khuôn, tr c vít ậ ệ đ đ ế ụ được di chuy n theo chi u ngể ề ược

l i ạ để chu n b cho chu trình ùn ép s n ph m ti p theo.ẩ ị đ ả ẩ ế

u i m c a ph ng pháp này là kh n ng t ng hóa cao, n ng su t l n, hi u qu cao,

phù h p v i lo t s n ph m có s lợ ớ ạ ả ẩ ố ượng l n Phớ ương pháp này có th s d ng ể ử ụ để ch t oế ạ các s n ph m có hình d ng ph c t p H n ch l n nh t c a công ngh này là c tính c aả ẩ ạ ứ ạ ạ ế ớ ấ ủ ệ ơ ủ

s n ph m không cao do t l v t li u gia cả ẩ ỷ ệ ậ ệ ường th p, ấ độ dài c a v t li u gia củ ậ ệ ường ng n,ắ tính đẳng hướng c a v t li u không ủ ậ ệ đều Do các h n ch nêu trên công ngh ùn ép h nạ ế ệ đ ỗ

h p composite thợ ường được s d ng ch t o các s n ph m có kích thử ụ ế ạ ả ẩ ước không l n v iớ ớ yêu c u v c tính không cao.ầ ề ơ

Phương pháp đúc chuyển nhựa

Phương pháp úc chuy n nh a s d ng khuôn kín, v t li u gia cđ ể ự ử ụ ậ ệ ường đượ đặc t trước trong khuôn V i lo t s n ph m có s lớ ạ ả ẩ ố ượng không l n v t li u gia cớ ậ ệ ường được c t thắ ủ công và đặt trên n a khuôn phía dử ưới N a khuôn phía trên ử đượ đc óng l i, nh a polymerạ ự

c i n y vào khuôn d i áp su t cao Sau khi nh a polymer c i n y vào

khuôn, h n h p nh a polymer và v t li u gia cỗ ợ ự ậ ệ ường đượ để đc ông k t trong th i gian xácế ờ

nh Sau ó s n ph m c tháo khuôn ti n hành s n xu t chi ti t ti p theo thúc

y quá trình ông k t có th ti n hành gia nhi t khuôn nh m t ng n ng su t ch t o

Phương pháp úc chuy n nh a có th áp d ng ch t o các s n ph m có k t c uđ ể ự ể ụ ế ạ ả ẩ ế ấ sandwich V i các s n ph m có kích thớ ả ẩ ước không l n, có th s d ng m t ớ ể ử ụ ộ đường c pấ

nh a polymer cho toàn b s n ph m; v i s n ph m có kích thự ộ ả ẩ ớ ả ẩ ướ ớc l n h n, nhi u ơ ề đường

c p ấ được s d ng nh m ử ụ ằ đảm b o cung c p ả ấ đủ nh a polymer cho t ng b ph n, chi ti tự ừ ộ ậ ế

c a s n ph m ủ ả ẩ Đường c p nh a thấ ự ường đượ đặ ạ ịc t t i v trí th p nh t trong khuôn Nh aấ ấ ự polymer đượ đ ềc i n vào khuôn theo hướng t dừ ưới lên để đảm b o ả đẩy các b t khíọ trong khuôn và v t li u gia cậ ệ ường ra ngoài, tránh t o các r khí trong s n ph m sau khi hoànạ ỗ ả ẩ thi n.ệ

Trong công ngh úc chuy n nh a c n ệ đ ể ự ầ đảm b o ả độ nh t c a nh a polymer trong gi i h nớ ủ ự ớ ạ cho phép để có th i n ể đ ề đầy nh a t i các v trí trong khuôn trong th i gian ng n nh t Doự ớ ị ờ ắ ấ

ó, c n duy trì nhi t c a nh a và khuôn trong gi i h n h p lý M t khác, n u duy trì

nhi t ệ độ nh a và khuôn quá cao s gây các ph n ng gây ông k t nh a polymer trongự ẽ ả ứ đ ế ự quá trình i n đ ề đầy khuôn

Công ngh úc chuy n nh a ệ đ ể ự được s d ng trong ch t o s n ph m m u c ng nh lo tử ụ ế ạ ả ẩ ẫ ũ ư ạ

s n ph m có s lả ẩ ố ượng l n Công ngh này có th t o ra s n ph m có hình d ng ph c t pớ ệ ể ạ ả ẩ ạ ứ ạ

và ch t lấ ượng b m t cao, ề ặ đặc bi t thích h p cho ch t o các chi ti t trong công nghi p ôệ ợ ế ạ ế ệ

tô, hàng không

Phương pháp đúc chân không

Phương pháp này s d ng s chênh l ch áp su t trong khuôn và thi t b ch a nh aử ụ ự ệ ấ ế ị ứ ự polymer để đ ề i n nh a vào khuôn Khác v i phự ớ ương pháp úc chuy n nh a truy n th ngđ ể ự ề ố

s d ng chân không h tr quá trình i n nh a vào khuôn dử ụ ỗ ợ đ ề ự ướ ựi l c ép c a thi t b nénủ ế ị

ho c khí nén, công ngh úc chân không hoàn toàn s d ng l c hút chân không ặ ệ đ ử ụ ự để đưa

nh a polymer vào khuôn Nh a polymer ự ự được ch a trong bình, khi ứ độ chân không trong khuôn ã đ đạ ớt t i yêu c u, van d n bình ch a m ra, nh a trong bình ch a ầ ẫ ứ ở ự ứ đượ đ ềc i n vào khuôn theo h th ng ng d n b trí theo chu vi c a khuôn T c ệ ố ố ẫ ố ủ ố độ đ ề i n nh a vào khuônự

ph thu c vào chi ti t ụ ộ ế được ch t o, t l v t li u gia cế ạ ỷ ệ ậ ệ ường, ch ng lo i nh a polymer, vàủ ạ ự

phương án b trí, thi t k khuôn.ố ế ế

u i m c a công ngh này là ch t o khuôn n gi n, chi phí u t không cao so v i

phương án úc chuy n nh a truy n th ng, các thi t b chính bao g m b m hút chânđ ể ự ề ố ế ị ồ ơ không, thi t b ch a nh a polymer và thi t b hòa tr n nh a polymer, các d ng c o và hế ị ứ ự ế ị ộ ự ụ ụ đ ệ

th ng d n chân không Nhố ẫ ượ đ ểc i m c a phủ ương pháp này là ch ki m soát ỉ ể được ch tấ

lượng m t b m t c a chi ti t gia công do s d ng khuôn m t m t, khó ki m soát ộ ề ặ ủ ế ử ụ ộ ặ ể độ đồng

u c a chi u d y chi ti t c ng nh t l v t li u gia c ng và nh a polymer

Công ngh úc chân không ệ đ được s d ng ch y u ử ụ ủ ế để ch t o các chi ti t có kích thế ạ ế ước

l n, s lớ ố ượng không nhi u nh các k t c u dàn khoan, xu ng, thân v ô tô, toa xe tàu h a,ề ư ế ấ ồ ỏ ỏ kho ông l nh Công ngh này có th k t h p v i phđ ạ ệ ể ế ợ ớ ương pháp ch t o sandwich t o raế ạ ạ

s n ph m có ch t lả ẩ ấ ượng và yêu c u cao.ầ

B m hút chân không có tác d ng hút chân không th tích trong khuôn Dơ ụ ể ưới tác d ng c aụ ủ chênh l ch áp su t, h n h p nh a polymer ệ ấ ỗ ợ ự đượ đ ềc i n vào khuôn theo h th ng d n Túiệ ố ẫ chân không có tác d ng làm kín khuôn nh m t n a khuôn phía trên B ng làm kín (sealantụ ư ộ ử ă tape) có tác d ng làm kín th tích trong khuôn Quy trình công ngh ụ ể ệ được th c hi n nhự ệ ư sau:

- Quét ph l p ch ng dính h tr tháo khuôn:ủ ớ ố ỗ ợ

- Quét ph l p v t li u t o b m t (gel-coat);ủ ớ ậ ệ ạ ề ặ

- Đặt các l p v t li u gia cớ ậ ệ ường vào khuôn;

- Đặt các l p h tr d n nh a polymer lên trên l p v t li u gia cớ ỗ ợ ẫ ự ớ ậ ệ ường;

- Đặt túi chân không, s d ng b ng làm kín (sealant tape) ử ụ ă để làm kín th tích trong khuôn;ể

- Hút chân không th tích trong khuôn;ể

- M van nh a khi ở ự độ chân không đạt yêu c u ầ để đ ề i n nh a polymer t thi t b ch a vàoự ừ ế ị ứ khuôn;

- Tháo khuôn sau khi v t li uậ ệ trong khuôn ông k t và nh hình.đ ế đị

Kết luận:

Các sản phẩm compositeđược ch t o theo nhi u phế ạ ề ương pháp khác nhau nh ch t o thư ế ạ ủ công, phương pháp th m nh a trấ ự ướ đc, ùn ép, úc chuy n nh a, úc chân không, v.v Cácđ ể ự đ

phương pháp này có các u như ượ đ ểc i m khác nhau V i yêu c u trong công ngh óngớ ầ ệ đ tàu hi n nay, phệ ương pháp úc chân không là s l a ch n phù h p do áp ng t t v n ngđ ự ự ọ ợ đ ứ ố ề ă

su t, ch t lấ ấ ượng trong ch t o các s n ph m ế ạ ả ẩ đơn chi c, lo t s n ph m nh , kích thế ạ ả ẩ ỏ ướ ớc l n Công ngh này ít có tác ệ động x u t i môi trấ ớ ường Do ó, c n có đ ầ đầ ưu t nghiên c u ứ để có

th ng d ng vào ngành công nghi p óng tàu và công ngh hàng h i Vi tể ứ ụ ệ đ ệ ả ệ Nam hi n nayệ

và trong tương lai