Công nghệ chế tạo vật liệu polime composit bằng phương pháp lăn ép bằng tay và phương pháp phun sợi nhựa

II Phương pháp lăn ép bằng tayQuy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay Bước 1: Quét phủ lớp hỗ trợ tháo khuôn lên bề mặt khuôn để tránh sự kết dính của polymer vào bề mặt Bướ

1

II

III

IV

Tổng quan

Phương pháp lăn ép bằng tay

Phương pháp phun sợi nhựa

Kết luận

2

1.Khái niệm về polime:

Polime composite là vật liệu được tổng hợp nên từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên một vật liệu mới, ưu việt và bền hơn so với các vật liệu ban đầu Vật liệu composite bao gồm có vật liệu nền và cốt.:

 Vật liệu nền đảm bảo việc liên kết các cốt lại với nhau, tạo cho vật liệu gồm nhiều thành phần có tính nguyên khối, liên tục, đảm bảo cho composite độ bền nhiệt, bền hoá và khả năng chịu đựng khi vật liệu có khuyết tật

 Vật liệu nền của composite có thể là polyme, các kim loại và hợp kim, gốm hoặc các bon

 Vật liệu cốt đảm bảo cho composite có các mođun đàn hồi và độ bền cơ học cao

I Tổng quan

2.Phân loại và chế tạo

 Dựa vào các đặc trưng  cơ lý hoá, người ta phân vật liệu ra thành 4 nhóm chính: kim loại và các hợp kim, vật

liệu vô cơ-ceramic, vật liệu polyme và gần đây nhất là vật liệu tổ hợp compsite

 Có rất nhiều cách chế tạo vật liệu polime composit: công nghệ chế tạo thủ công, phương pháp đùn ép, phương

pháp đúc chuyển nhựa… nhưng ở đây nhóm tập trung vào tìm hiểu hai phương pháp :Phương pháp lăn ép bằng tay và phương pháp phun sợi nhựa

4

Khái niệm

+, Phương pháp lăn ép bằng tay là phương pháp đơn giản nhất của chế tạo composite Đây là phương pháp chế tạo thủ công được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực chế tạo vật liệu polime composite Yêu cầu cơ sở hạ tầng cho phương pháp này cũng là tối thiểu Các bước xử lý khá đơn giản

+, Phương pháp lăn ép bằng tay được áp dụng cho những vậy liệu nhựa:

- Nhựa: thường dùng polyester không no và sợi thủy tinh, epoxy, polyester, polyvinyl este, nhựa phenolic, nhựa polyurethane (nhựa PU: nhựa cao su hay cao su nhân tạo)…

- Sợi: Sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi aramid, sợi thực vật tự nhiên (sợi sisal, chuối, có thể sử dụng bất kì sợi nào )

II Phương pháp lăn ép bằng tay

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

Bước 1: Quét phủ lớp hỗ trợ tháo khuôn lên bề mặt

khuôn ( để tránh sự kết dính của polymer vào bề mặt

)

Bước 2: Phủ lớp tạo bề mặt sản phẩm (gel-coat) ở đây các tấm nhựa

mỏng được sử dụng ở trên cùng và dưới cùng của tấm khuôn để có

được bề mặt hoàn thiện của sản phẩm

6

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

Bước3:

 Phủ nhựa polymer trên lớp tạo bề mặt Ở đây polyme nhiệt dẻo

ở dạng lỏng trộn đều với tỷ lệ phù hợp với chất đông cứng ( chất

đóng rắn ) được quy định và đổ lên bề mặt miếng đã được đặt

khuôn

Polymer được trải đều trên bề mặt bằng bàn chải

Bước 4: Rải lớp vật liệu gia cường trên nền nhựa polymer

II Phương pháp lăn ép bằng tay

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

Bước 5:

 Dùng con lăn để lăn ép vật liệu gia cường với nhựa (con lăn

giúp loại bỏ không khí bị mắc kẹt cũng như các polymer dư

thừa )

 Quá trình này lặp đi lặp lại cho mỗi lớp polymer và vật liệu gia

cường, cho đến khi các lớp yêu cầu được xếp chồng lên nhau

Bước 6: Phủ lớp tạo bề mặt trên lớp vật liệu gia cường cuối cùng

8

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

Sau khi quá trình rải vật liệu gia cường và thấm nhựa đã hoàn thành, sản phẩm được

để đông kết tại nhiệt độ môi trường Tốc độ đông kết của sản phẩm phụ thuộc theo

loại polymer, độ dày sản phẩm, nhiệt độ môi trường và độ dẫn nhiệt của vật liệu

khuôn

 Để tăng tốc độ đông kết và giảm thời gian tháo khuôn, các sản phẩm có kích

thước nhỏ được đưa vào lò sấy; các sản phẩm có kích thước lớn hơn có thể được

sấy bằng khí nóng

II Phương pháp lăn ép bằng tay

Ưu điểm:

Sử dụng mẫu khuôn đơn giản bởi quá trình chế tạo ở nhiệt độ và áp suất

không cao Sau khi tách khỏi khuôn, sản phẩm có màu sắc đẹp, đa dạng,

hoàn chỉnh và không phải sơn phủ hay trang trí gì thêm, đặc biệt các sản

phẩm từ công nghệ đắp tay đồng thời rất bền màu.

Nhược điểm:

Là vì dùng khuôn hở nên chất lượng bề mặt sản phẩm không đồng đều

Vì vậy, đối với những sản phẩm đơn chiếc hoặc các loạt sản phẩm số

lượng nhỏ có thể áp dụng sử dụng phương pháp này để gia công

10

Ứng dụng

• Vật liệu chịu hóa chất: như bồn chứa, ống dẫn, van, bể điện phân……

• Vật liệu điện: tấm cách điện, vỏ các thiết bị điện, máy biến thế,…

Phương pháp phun sợi nhựa

III

Khái niệm:

 Phương pháp phun sợi nhựa có thể coi là sự mở rộng của phương pháp lăn ép bằng tay Trong phương pháp này người ta sẽ sử dụng súng phun để phun hỗn hợp nhựa polyme và vật liệu gia cường vào khuôn

 Vật liệu sử dụng trong phương pháp phun hỗn hợp composite tương tự như trong phương pháp lăn ép bằng tay

12

Phương pháp chế tạo bằng cách phun sợi nhựa

 Trong phương pháp phun hỗn hợp, vật liệu gia cường có kích thước nhỏ được trộn với nhựa polymer theo tỷ lệ xác định

 Súng phun được sử dụng để phun hỗn hợp nhựa polymer và vật liệu gia cường vào khuôn

 Vật liệu gia cường được cung cấp liên tục vào một đầu cấp của súng phun, nhựa polymer và chất khởi tạo phản ứng được cung cấp tới một đầu cấp khác của súng

Phương pháp phun sợi nhựa

III

Phương pháp chế tạo bằng cách phun sợi nhựa

Tương tự như phương pháp lăn ép:

 Chất hỗ trợ tháo khuôn được phun hoặc quét lên mặt khuôn,

 Phủ lớp tạo lớp gel-coat tạo bề mặt cho sản phẩm

 Sau đó hỗn hợp nhựa polymer, chất khởi tạo phản ứng và sợi gia cường được phun ép vào khuôn

14

Ưu điểm

Phương pháp phun hỗn hợp composite có thể kiểm soát tốt tỷ lệ của nhựa polymer và vật liệu gia cường trong hỗn hợp, qua đó đảm bảo tính thẩm mỹ và độ đồng đều về cơ tính của sản phẩm

Phương pháp phun sợi nhựa

III

Ứng dụng

• Giao thông vận tải: vỏ cano, tàu thuyền, xe hơi, cabịn

• Vật liệu gia dụng: bàn, ghế, tủ, giá, bồn tắm, tấm cách âm, đồ chơi,…

16

Ứng dụng trong ngành công nghiệp tàu thủy Ứng dụng trong sản xuất máy bay boeing 787

Kết luận

IV

 Thực tế cho thấy tất cả các vật liệu mới xuất hiện trong các năm gần đây, đều thuộc vào khái niệm vật liệu composite Điều

này lý giải vì sao trong nhiều tài liệu khoa học, thuật ngữ ” vật liệu mới” được dùng đồng nghĩa với vật liệu composite.

 Vật liệu composite có tiềm năng và ứng dụng vô cùng to lớn, nó là vật liệu của hiện tại và tương lai Có thể nói thế kỷ XXI

là thể kỷ của công nghệ cao và vật liệu composite (hay còn được gọi một cách phổ biến hơn là các vật liệu tiên tiến)

18