Báo Cáo Thí Nghiệm Kỹ Thuật Chế Tạo 3 Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh

BÀI 1: GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA 1.1 MỤC ĐÍCH : - Giúp sinh viên hiểu và thực hiện được quy trình cơ bản về tạo mặt nạ lên bề mặt kim loại bằng phương pháp ép nhiệt và ăn mò

BÀI 1: GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA 2

1.1 MỤC ĐÍCH : 2

1.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN 2

1.3 Báo cáo thí nghiệm 3

BÀI 2: GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HÓA 5

2.1 MỤC ĐÍCH : 5

2.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN 5

Bài 3: THÍ NGHIỆM GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP XI MẠ ĐIỆN 10

3.1 Mục đích: 10

3.2 Thiết bị, dụng cụ và nguyên vật liệu cần chuẩn bị: 10

3.3 Quy trình thực hiện: 10

3.4 Nhận xét: 15

BÀI 1: GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG HÓA

1.1 MỤC ĐÍCH :

- Giúp sinh viên hiểu và thực hiện được quy trình cơ bản về tạo mặt nạ lên bề mặt kim loại bằng phương pháp ép nhiệt và ăn mòn kim loại 1.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN

1.2.1 Thiết bị

- Thiệt bị ép nhiệt

- Giấy nhám mịn (P1200)

- Giấy A4

- Bao chứa chất ăn mòn ( sắt clorua )

- Khay thủy tinh

1.2.2 Nguyên vật liệu

- Tấm đồng

- Chất ăn mòn sắt clorua

- Nước

1.2.3 Công tác chuẩn bị

- Sinh viên tìm hiểu rõ các bước làm thí nghiệm và nhận vật liệu từ thầy hướng dẫn

1.2.4 Tiến hành thí nghiệm

 Thí nghiệm lần 1:

- Bước 1 : Làm sạch bề mặt đồng bằng giấy nhám

- Bước 2 : Đặt tờ giấy có in hình lên bề mặt tấm đồng vừa gia công và

cố định chúng bằng cách gói vào tờ giấy A4.Rồi đem đi ủi nhiệt bằng bàn ủi cho đến nhiệt độ khoảng 750-800C

- Bước 3 : Sau khi ủi, rửa miếng đồng bằng nước và nhẹ nhàng bóc lớp

giấy ra

- Bước 4 : Ngâm tấm đồng vào dung dịch Clorua sắt và lắc nhẹ cho đến

khi phần đồng bên ngoài mặt nạ bị ăn mòn hoàn toàn, ta thu được sản

phẩm mong muốn

-

Hình 1 Phíp đồng sau khi được rửa sạch

1.3 Báo cáo thí nghiệm

1.3.1 Nhận xét

- Sau khi bóc lớp giấy sản phẩm nhận được tương đối tốt về bề mặt

- Lý do:

 Quá trình ủi nhiệt khá kĩ nên lớp kim loại phủ khá đều trên phíp đồng

 Trong quá trình rửa bằng nước, sử dụng lực tay hơi mạnh khi bóc lớp giấy dẫn đến tróc những đường viền

1.3.2 Nhận xét sau 7 ngày:

- Sau 7 ngày để ngoài môi trường không khí , lớp kim loại không thấy

hiện tượng bị oxi hóa

Hình 2 Phíp đồng sau 7 ngày thí nghiệm

1.3.3 Muốn gia công nhanh hơn cần phải thực hiện thêm

những bước gì?

- Tăng tỉ lệ nồng độ trong hỗn hợp

- Cần lắc dung dịch nhanh hơn để phản ứng xảy ra nhanh hơn

- Làm thật sạch lớp đồng ôxít trước khi gia công

1.3.4 Để tăng độ chính xác của sản phầm cần có những

biện pháp nào?

- Làm sạch bề mặt gia công

- Khi dung giấy nhám chà phíp đồng cần lưu ý chà đều, đảm bảo bề mặt mặt phíp phẳng đều, đảm cho giấy in nhiệt tiếp xúc đều với bề mặt phíp

- Khi kim loại đã ăn mòn cần tiến hành rửa phôi ngay lập tức, không nên

để lâu

- Nhiệt độ và thời gian gia nhiệt cũng góp phần tăng chất lượng bề mặt gia công Nhóm đã thực hiện thí nghiệm lần 1 thất bại 1 phần là do thời gian gia nhiệt chưa đủ dẫn tới nhiệt độ chưa đạt tới mức yêu cầu

- Thời gian ăn mòn lâu thì chất lượng bề mặt vật liệu cũng như độ chính xác tăng lên

BÀI 2: GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG HÓA

2.1 MỤC ĐÍCH :

- Nhằm giúp sinh viên hiểu và thực hành được việc tạo ra logo bách khoa bằng phương pháp quang học ăn mòn hóa học

2.2 QUY TRÌNH THỰC HIỆN

2.2.1 Thiết bị

- Thiết bị chiếu tia UV

- Thiết bị sấy

- Thiết bị phủ

- Hộp chứa hóa chất (Na2CO3)

- Hộp chứa chất ăn mòn (Sắt clorua)

- Găng tay nilon

- Giấy nhám (1200)

2.2.2 Nguyên vật liệu

- Phíp đồng

- Tấm in nhiệt

- Tấm cảm quang

- Chất ăn mòn sắt clorua

- Chất rửa bản phim Cabonat Natri

Hình 2.2.1 Nguyên vật liệu

2.3 Tiến hành thí nghiệm

- Bước 1: Làm sạch bề mặt miếng đồng bằng giấy nhám P1200

- Bước 2: Phủ đều tấm cảm quang lên bề mặt đồng đã làm sạch, đồng thời lột lớp keo trên tâm cảm quang

Hình 2.3.1: Miếng đồng được phủ tấm cảm quang lên

- Bước 3: Lăn nhiệt tấm đồng để miếng phim dính chặt vào tấm đồng

Cán nhiệt 2 lần với nhiệt độ khoảng 80oC

- Bước 4: Ép chân không và chiếu tia UV trong 40s tấm đồng để logo Bách Khoa in trên mặt

- Bước 5: Sau đó ta ngâm vào dung dịch clorua sắt đến khi phần kim loại ngoài tấm cảm quang bị ăn ngoài hoài toàn

Hình 2.3.2: Ngâm tấm đồng với clorua sắt

- Bước 6: Rửa tấm đồng lại bằng nước :

-

- Hình 2.3.3: Sau khi tầm đồng được rưa lại bằng nước

- Bước 7: Lột tấm cảm quang

2.4 Báo cáo thí nghiệm

2.4.1 Nhận xét

- Chưa hoàn thành sản phẩm như mong muốn

Nguyên nhân:

- Làm sạch miếng đồng chưa tốt, dẫn tới bề mặt miếng đông chưa đều

- Thời gian chiếu tia UV chưa đúng

- Quá trình ép nhiệt chưa đủ lâu

Cách khắc phục:

⁺ Tăng độ bóng bề mặt gia công

⁺ Ép kĩ để chất cảm quang dính chắt với bề mặt của đồng

⁺ Cần giám sát kĩ quá trình rửa bằng dung dịch NaHCO3 để tránh bề mặt bị bong ra nhiều

⁺ Cho lượng FeCl3 hợp lí để quá trình xảy ra phản ứng hiểu quả hơn

- Sau 7 ngày : Sản phẩm có hiện tượng ngả màu của lớp đồng còn lại

2.4.2 Muốn gia công nhanh hơn cần phải thực hiện thêm những bước gì ?

- Tăng tỉ lệ % muối trong hỗn hợp muối dùng để gia công

- Trong quá ngâm trong dung dịch Sắt clorua

2.4.3 Để tăng độ chính xác của sản phầm cần có những biện pháp nào?

- Thời gian ăn mòn kim loại càng lâu thì chất lượng bề mặt vật liệu cũng như độ chính xác tăng lên, nên ta có thể pha muối loãng, tuy nhiên nếu

thời gian gia công lâu quá thì rất mất thời gian

- Chuẩn bị phôi kĩ lưỡng: làm sạch bề mặt gia công, sau khi làm sạch

tránh tiếp xúc nhiều với không khí

- Thời gian chiếu tia phù hợp tăng chất lượng bề mặt gia công, tuy nhiên nhóm thực hiện ít thí nghiệm nên chưa xác định thời gian nào là hợp lí

nhất để chiếu tia UV

Bài 3: THÍ NGHIỆM GIA CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP XI MẠ

ĐIỆN

3.1 Mục đích:

nhằm giúp sinh viên hiểu được nguyên lý và phương pháp gia công bằng phương pháp xi mạ điện

3.2 Thiết bị, dụng cụ và nguyên vật liệu cần chuẩn bị:

a Thiết bị:

 Nguồn điện 1 chiều

 Vôn kế, ampa kế

 Máy mài để làm sạch bề mặt

 Miếng xốp bông để làm sạch bụi còn bám trên sau khi mài

 Giấy nhám mịn P1200

 Bể chứa dung dịch CuSO4

 Giá đở phôi

 Găng tay

b Nguyên vật liệu:

 Long đền

 Dung dịch CuSO4 và kim loại để mạ (tấm đồng)

 Dung dịch xcuts

3.3 Quy trình thực hiện:

Bước 1: Mài long đền:

Hình 1: Mài long đền bằng máy mài cầm tay

- Dùng máy mài làm sạch bề mặt của long đền để lớp đồng khi mạ điện có thể bám tốt hơn do miếng long đền ban đầu bề mặt còn gồ ghề và bị oxi hóa lớp ngoài khiến cho lớp mà khó bám lên được

Hình 3: Long đền trước khi mài

Hình 4: Long đền sau khi mài

Bước 2: Tiến hành mạ điện

- Treo phôi vào cực âm sao cho phôi ngập hoàn toàn trong dung dịch CuSO4, khoảng cách giữa phôi và tấm đồng là 70mm, bật nguồn và điều chỉnh biến trở sao cho Ampe kế chỉ 0.5A, tiến hành mạ trong

thời gian 15 phút

Hình 6: Thiết bị sử dụng trong quá trình mạ

Hình 7: Cường độ dòng điện khi mạ

Hình 8: Hiệu điện thế khi mạ

Hình 9: Long đền sau khi mạ đồng

3.4 Nhận xét:

- Độ bám của miếng đồng lên phôi chưa cao

- Nguyên nhân: do khoảng cách giưa cách điểm trên bề mặt phôi không đều, dòng điện không ổn định

- Cách khác phục: Đảm bảo dòng điện 1 chiều ổn định, 2 bề mặt phôi mà tấm đồng phải được đặt song song nhau, bề mặt phôi phải được làm sạch và đảm bảo độ phẳng