tl chuan khuon composite

PHAÀN I:

GIÔÙI THIEÄU

COÂNG NGHEÄ COMPOSITE

Copyright by tr n v nh minh - 1 -

CHÖÔNG 1: NGUYEÂN VAÄT LIEÄU SÖÛ DUÏNGTRONG COMPOSITE NHÖÏA NHIEÄT RAÉN

Thaønh phaàn chính cuûa vaät lieäu composite nhöïa nhieät raén laø:

o Polymer neàno Chaát ñoäno Phuï gia: chaát choáng chaùy, choáng chaûy, choáng UV, taïo boït.

I. NHÖÏA

Nhöïa duøng trong vaät lieäu composite laø vaät lieäu neàn, laø chaát keát dính vôùi sôïi.Nhöïa caàn coù tyû troïng nhoû ñeå taïo cho vaät lieäu composite caùc tính naêng cô hoïc cao. Caùctính chaát caàn coù cuûa nhöïa söû duïng trong vaät lieäu composite laø:

+ Coù tính chaát cô lyù cao + Khaû naêng keát dính toát + Ñoä cöùng cao + Khaû naêng khaùng moâi tröôøng cao.

I.1. Moät soá ñaëc tính cuûa nhöïa

I.1.1. Tính cô lyù: Ñöôøng cong döôùi ñaây cho thaáy ñaëc tính cuûa nhöïa döôùi taûi troïng:

Theo giaûn ñoà, nhöïa coù ñoä beàn cöïc ñaïi cao, ñoä cöùng cao (theå hieän ôû ñoä doác cuûañuôøng cong). Ban ñaàu, ñoä cöùng cao nhöng noù khoâng duy trì ñöôïc khi xuaát hieän hieäntöôïng phaù huûy.

I.1.2. Tính keát dính

Baát cöù heä nhöïa naøo cuõng caàn phaûi coù söï keát dính toát vôùi vaät lieäu gia cöôøng.Ñieàu naøy seõ ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc cuûa vaät lieäu döôùi taùc duïng löïc.


I.1.3. Tính chaát dai cuûa vaät lieäu

Ñoä dai theå hieän khaû naêng phaùt trieån veát nöùt cuûa vaät lieäu nhöng trong Compositetính chaát naøy raát khoù ño. Tuy nhieân, döïa vaøo ñuôøng cong öùng suaát vaø bieán daïng cuõngcoù theå thaáy ñöôïc tính chaát naøy.

I.1.4. Tính chaát chòu moâi tröôøng cuûa heä nhöïa:

Khaû naêng chòu moâi tröôøng, nöôùc vaø caùc hoaït chaát khaùc cuøng vôùi khaû naêng chòuñöôïc öùng suaát tuaàn hoaøn laø ñaëc tính chuû yeáu cuûa caùc heä nhöïa. Nhöõng ñaëc tính naøy raátquan troïng khi söû duïng vaät lieäu trong moâi tröôøng bieån.

I.2. Phaân loaïi nhöïa

I.2.1. Nhöïa nhieät deûo

Nhöïa nhieät deûo gioáng nhö kim loaïi, khi gia nhieät seõ meàm, noùng chaûy, vaø cöùngtrôû laïi khi nguoäi. Caùc loaïi nhöïa nhieät deûo nhö PA, PP, ABS … coù theå ñöôïc gia cöôøngvôùi caùc loaïi sôïi ngaén nhö sôïi thuûy tinh.

I.2.2. Nhöïa nhieät raén

Nhöïa nhieät raén ñöôïc taïo hình baèng caùch: nhöïa ñöôïc troän vôùi chaát ñoùng raén thöïchieän phaûn öùng khoâng thuaän nghòch do vaäy nhöïa trôû neân cöùng khoâng noùng chaûy ñöôïc.Vôùi vaøi nhöïa nhieät raén, quaù trình ñoùng raén coù theå taïo ra caùc saûn phaåm phuï (nhöïaphenolic), caùc loaïi nhöïa nhieät raén khaùc nhö polyester, epoxy ñoùng raén baèng caùc côcheá khoâng taïo ra saûn phaåm phuï naøo.

Caùc loaïi nhöïa nhieät raén thöôøng ñöôïc söû duïng trong coâng ngheä vaät lieäu composite:

Nhöïa polyester khoâng no: Nhöïa iso, nhöïa ortho, v.v…Nhöïa vinylesterNhöïa epoxy.

Trong ñoù, nhöïa polyeste laø loaïi nhöïa thoâng duïng nhaát ñöôïc söû duïng ñeå cheá taïovaät lieäu composite.

I.3. Moät soá loaïi nhöïa nhieät raén thoâng thöôøng

I.3.1. Polyester

Nhöïa polyester ñöôïc söû duïng roäng raõi trong coâng ngheä composite, Polyester loaïinaøy thöôøng laø loaïi khoâng no, ñaây laø nhöïa nhieät raén, coù khaû naêng ñoùng raén ôû daïng loûnghoaëc ôû daïng raén neáu coù ñieàu kieän thích hôïp. Thoâng thöôøng ngöôøi ta goïi polyesterkhoâng no laø nhöïa polyester hay ngaén goïn hôn laø polyester.


Polyester coù nhieàu loaïi, ñi töø caùc acid, glycol vaø monomer khaùc nhau, moãi loaïi coùnhöõng tính chaát khaùc nhau. Chuùng coù theå raát khaùc nhau trong caùc loaïi nhöïa UPE khaùcnhau, phuï thuoäc chuû yeáu vaøo caùc yeáu toá :

+ Thaønh phaàn nguyeân lieäu (loaïi vaø tyû leä taùc chaát söû duïng) + Phöông phaùp toång hôïp + Troïng löôïng phaân töû + Heä ñoùng raén (monomer, chaát xuùc taùc, chaát xuùc tieán) + Heä chaát ñoän

Baèng caùch thay ñoåi caùc yeáu toá treân, ngöôøi ta seõ taïo ra nhieàu loaïi nhöïa UPE coùcaùc tính chaát ñaëc bieät khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo yeâu caàu söû duïng.

Coù hai loaïi polyester chính thöôøng söû duïng trong coâng ngheä composite. Nhöïaorthophthalic cho tính kinh teá cao, ñöôïc söû duïng roäng raõi. Coøn nhöïa isophthalic laïi coùkhaû naêng khaùng nöôùc tuyeät vôøi neân ñöôïc xem laø vaät lieäu quan troïng trong coângnghieäp, ñaëc bieät laø haøng haûi.

Hình minh hoaï döôùi ñaây cho thaáy caáu truùc hoaù hoïc lyù töôûng cuûa moät polyester. Chuùyù vò trí cuûa nhoùm ester (CO-O-C) vaø nhöõng vò trí phaûn öùng (C*=C*) trong maïch phaântöû.

Ña soá nhöïa polyester coù maøu nhaït, thöôøng ñöôïc pha loaõng trong styrene. Löôïngstyrene coù theå leân ñeán 50% ñeå laøm giaûm ñoä nhôùt cuûa nhöïa, deã daøng cho quaù trình giacoâng. Ngoaøi ra, styrene coøn laøm nhieäm vuï ñoùng raén taïo lieân keát ngang giöõa caùc phaântöû maø khoâng coù söï taïo thaønh saûn phaåm phuï naøo. Polyester coøn coù khaû naêng eùp khuoânmaø khoâng caàn duøng aùp suaát.

Polyester coù thôøi gian toàn tröõ ngaén laø do hieän töôïng töï ñoùng raén cuûa noù sau moätthôøi gian. Thoâng thöôøng, ngöôøi ta theâm vaøo moät löôïng nhoû chaát öùc cheá trong quaù trìnhtoång hôïp polyester ñeå ngaên ngöøa hieän töôïng naøy.

* laø nhöõng vò trí phaûn öùng


Nhaø saûn xuaát coù theå cung caáp nhöïa ôû daïng töï nhieân hay coù theâm moät soá phuïgia. Nhöïa coù theå ñöôïc saûn xuaát ñeå chæ caàn cho xuùc taùc vaøo laø söû duïng ñöôïc. Nhö ñaõ ñeàcaäp ôû treân, caàn phaûi coù thôøi gian ñeå polyester töï ñoùng raén. Toác ñoä truøng hôïp quaù chaämcho muïc ñích söû duïng, vì vaäy caàn duøng theâm chaát xuùc taùc vaø chaát xuùc tieán ñeå ñaït ñoätruøng hôïp cuûa nhöïa trong moät khoaûng thôøi gian naøo ñoù.

Sau khi ñaõ ñoùng raén, polyester raát cöùng vaø coù khaû naêng khaùng hoaù chaát. Quaùtrình ñoùng raén hay taïo lieân keát ngang ñöôïc goïi laø quaù trình Polymer hoùa. Ñaây laø phaûnöùng hoaù hoïc chæ coù moät chieàu. Caáu truùc khoâng gian naøy cho pheùp nhöïa chòu taûi ñöôïcmaø khoâng bò gioøn.

Caàn phaûi chuaån bò hoãn hôïp nhöïa tröôùc khi söû duïng. Nhöïa vaø caùc phuï gia khaùcphaûi ñöôïc phaân taùn ñeàu tröôùc khi cho xuùc taùc vaøo. Phaûi khuaáy ñeàu vaø caån thaän ñeå loaïiboû boït khí trong nhöïa aûnh höôûng quaù trình gia coâng. Ñieàu naøy raát quan troïng do boïtkhí coøn trong nhöïa seõ aûnh höôûng tính chaát cô lyù, laøm caáu truùc saûn phaåm bò yeáu. Caànphaûi chuù yù raèng vieäc theâm xuùc taùc vaø xuùc tieán vôùi haøm löôïng vöøa ñuû seõ cho vaät lieäunhöõng tính chaát toát nhaát. Neáu quaù nhieàu xuùc taùc seõ laøm quaù trình gel hoaù xaûy ra nhanhhôn, ngöôïc laïi, neáu ít xuùc taùc quaù trình ñoùng raén seõ bò chaäm laïi.

Öu ñieåm cuûa nhöïa Polyester Nhöôïc ñieåm cuûa nhöïa Polyester

CöùngCoù ñoä oån ñònh kích thöôùcKhaû naêng thaám giöõa sôïi vaø nhöïa caoDeã gia coângChòu moâi tröôøng hoùa hoïc toátGiaù thaønh haï

Deã bò nöùt, ñaëc bieät laø nöùt do va ñaäpÑoä co ngoùt cao (khoaûng 8 ñeán 10%)Khaû naêng chòu hôi nöôùc, nöôùc noùngkeùmCoù khaû naêng baét löûa.Chòu nhieät trung bình (döôùi 120oC)

Caùc loaïi nhöïa polyester:

Nhöïa ortophtalic: Söï coù maët cuûa anhidrid baõo hoøa laøm giaûm soá noái ñoâi vaøgiaûm söï keát maïng vôùi monomer vì vaäy coù theå thay ñoåi möùc ñoä deûo hoùa cuûa nhöïa.

Nhöïa chòu va ñaäp: Anhidrid orthophtalic ñöôïc thay theá baèng acid maïch thaúng(adipic, succinic) vaø thay PPG baèng PEG, DPG. Loaïi nhöïa naøy ít duøng moät mình maøphaûi pha vôùi caùc loaïi nhöïa khaùc ñeå taêng tính deûo vaø chòu soác cuûa vaät lieäu.

Nhöïa isophtalic: Coù nhieàu öu ñieåm so vôùi caùc loaïi nhöïa khaùc (ñoä beàn cô, ñoäbeàn laõo hoùa, beàn nhieät, beàn hoùa), ñöôïc duøng nhieàu trong coâng ngheä thöïc phaåm.


Nhöïa terephtalic: Chòu beàn laõo hoùa toát hôn ôû nhieät ñoä cao, chòu ñöôïc caùc saûnphaåm daàu moû.

Tính chaát cô lyù cuûa moät soá loaïi nhöïa polyester thoâng duïng:

Nhöïa ñaép cho muïc ñích thöôøng SHCP 268

Tính chaát cô lyù Giaù trò

Ñoä beàn uoán (Kgf/mm2) 8.4

Modun uoán(Kgf/mm2) 536.1

Ñoä beàn keùo (Kgf/mm2) 30.0

Ñoä beàn va ñaäp 3.9

Ñoä cöùng Barcol 48

Ñoä daõn daøi taïi ñieåm gaõy (%) 3.2

Tæ troïng cuûa nhöïa (kg/l) 1.13

Nhöïa polyester duøng ñeå phuû baûo veä (gelcoat) SHCP 261

Tính chaát cô lyù Giaù trò

Ñoä beàn uoán (Kgf/mm2) 931

Modun uoán (Kgf/mm2) 34300

Ñoä beàn keùo (Kgf/mm2) 509.6

Ñoä beàn va ñaäp 9.3

I.3.2. Vinylester

Vinylester coù caáu truùc töông töï nhö polyester, nhöng ñieåm khaùc bieät chuû yeáucuûa noù vôùi polyester laø vò trí phaûn öùng, thöôøng laø ôû cuoái maïch phaân töû do vinyl esterchæ coù lieân keát ñoâi C=C ôû hai ñaàu maïch maø thoâi. Toaøn boä chieàu daøi maïch phaân töû ñeàusaün saøng chòu taûi, nghóa laø vinylester dai vaø ñaøn hoài hôn polyester. Vinylester coù ítnhoùm ester hôn polyester, nhoùm ester raát deã bò thuûy phaân, töùc laø vinylester khaùngnöôùc toát hôn caùc polyester khaùc, do vaäy noù thöôøng ñöôïc öùng duïng laøm oáng daãn vaø boànchöùa hoaù chaát.


Hình döôùi ñaây laø caáu truùc lyù töôûng cuûa vinylester. Chuù yù vò trí cuûa nhoùm estervaø vò trí phaûn öùng (C*=C*) trong maïch phaân töû.

Khi so saùnh vôùi polyester thì soá nhoùm ester trong vinyl ester ít hôn, nghóa laøvinyl ester ít bò aûnh höôûng bôûi phaûn öùng thuûy phaân. Thöôøng duøng vaät lieäu naøy nhö laølôùp phuû beân ngoaøi cho saûn phaåm ngaäp trong nöôùc, nhö laø voû ngoaøi cuûa taøu, thuyeàn.Caáu truùc ñoùng raén cuûa vinyl ester coù khuynh höôùng dai hôn polyester, maëc duø ñeå ñaïttính chaát naøy, nhöïa caàn nhieät ñoä cao sau ñoùng raén.

I.3.3. Epoxy

Epoxy laø ñaïi dieän cho moät soá nhöïa coù tính naêng toát nhaát hieän nay. Noùi chung,epoxy coù tính naêng cô lyù, khaùng moâi tröôøng hôn haún caùc nhöïa khaùc, laø loaïi nhöïa ñöôïcsöû duïng nhieàu nhaát trong caùc chi tieát maùy bay. Vôùi tính chaát keát dính vaø khaû naêngkhaùng nöôùc tuyeät vôøi cuûa mình, epoxy raát lyù töôûng ñeå söû duïng trong ngaønh ñoùng taøu,laø lôùp loùt chính cho taøu chaát löôïng cao hoaëc laø lôùp phuû beân ngoaøi voû taøu hay thay chopolyester deã bò thuûy phaân bôûi nöôùc vaø gelcoat.

Epoxy ñôn giaûn nhaát coù caáu truùc voøng goïi laø -epoxy hay 1,2-epoxy. Caáu truùclyù töôûng ñöôïc bieåu dieãn bôûi hình veõ döôùi ñaây, coù theå deã daøng xaùc ñònh noù trong baát kyøphaân töû epoxy phöùc taïp naøo.

Nhöïa epoxy ñöôïc taïo thaønh töø nhöõng maïch phaân töû daøi, coù caáu truùc töông töïvinylester, vôùi nhoùm epoxy phaûn öùng ôû vò trí cuoái maïch. Nhöïa epoxy khoâng coù nhoùm


ester, do ñoù khaû naêng khaùng nöôùc cuûa epoxy raát toát. Ngoaøi ra, do coù hai voøng thôm ôûvò trí trung taâm neân nhöïa epoxy chòu öùng suaát cô vaø nhieät noù toát hôn maïch thaúng, dovaäy, epoxy raát cöùng, dai vaø khaùng nhieät toát.

Caáu truùc chung cuûa epoxy, chuù yù laø khoâng coù nhoùm ester trong maïch phaân töû.

Nhöïa epoxy, ta duøng chaát ñoùng raén ñeå taïo maïng khoâng gian ba chieàu. Chaátñoùng raén öa söû duïng laø amine, ñöôïc cho vaøo epoxy, luùc naøy giöõa chuùng seõ xaûy raphaûn öùng hoaù hoïc. Thöôøng nhoùm epoxy seõ phaûn öùng keát khoái vôùi nhoùm amine, taïo racaáu truùc phaân töû ba chieàu phöùc taïp. Amine keát hôïp vôùi epoxy theo moät tæ leä nhaát ñònh,ñaây laø yeáu toá quan troïng vì vieäc troän ñuùng tæ leä ñaûm baûo cho phaûn öùng xaûy ra hoaøntoaøn. Neáu tæ leä troän khoâng ñuùng thì nhöïa chöa phaûn öùng hoaëc chaát ñoùng raén coøn dötrong hoãn hôïp seõ aûnh höôûng ñeán tính chaát saûn phaåm sau ñoùng raén.

Ñeå ñaûm baûo tæ leä phoái troän chính xaùc, nhaø saûn xuaát thöôøng coâng thöùc hoaù caùcthaønh phaàn vaø ñöa ra moät tæ leä troän ñôn giaûn baèng caùch ño khoái löôïng hay theå tích cuûachuùng.

Caû nhöïa epoxy loûng vaø taùc nhaân ñoùng raén ñeàu coù ñoä nhôùt thaáp thuaän lôïi quaùtrình gia coâng. Epoxy ñoùng raén deã daøng vaø nhanh choùng ôû nhieät ñoä phoøng töø 5-150oC,tuyø caùch löïa choïn chaát ñoùng raén. Moät trong nhöõng öu ñieåm noåi baät cuûa epoxy laø congoùt thaáp trong khi ñoùng raén. Löïc keát dính, tính chaát cô lyù cuûa epoxy ñöôïc taêng cöôøngtheâm bôûi tính caùch ñieän vaø khaû naêng khaùng hoaù chaát.

ÖÙng duïng cuûa epoxy raát ña daïng, noù ñöôïc duøng laøm: keo daùn, hoãn hôïp traùm xöûlyù beà maët, hoãn hôïp ñoå, sealant, boät treùt, sôn.

II. XUÙC TAÙC – XUÙC TIEÁN

II.1. Xuùc taùc

Caùc chaát xuùc taùc chæ ñöôïc cho vaøo nhöïa tröôùc khi gia coâng. Vai troø cuûa chuùnglaø taïo goác töï do kích ñoäng cho quaù trình xuùc taùc phaûn öùng ñoàng truøng hôïp.

Taùc nhaân kích thích cho söï taïo thaønh goác töï do coù theå laø chaát xuùc tieán, böùc xaïaùnh saùng, tia töû ngoaïi hay nhieät ñoä.

Chaát xuùc taùc goàm caùc loaïi sau :


II.1.1. Xuùc taùc Peroxide

* Peroxide : thoâng duïng nhaát laø benzoil-peroxide

Noù laø loaïi boät traéng, toàn taïi ôû ba daïng : khoâ (khoaûng 5% aåm), paste trong nöôùc(khoaûng 25% nöôùc) , vaø thoâng duïng nhaát laø paste trong tricresyl-phosphonate haydimetyl phthalate (khoaûng 70% peroxide). Noù ñöôïc duøng ñeå ñoùng raén nhöïa polyester(ôû nhieät ñoä khoaûng treân 80oC) vaø thöôøng ñöôïc duøng vôùi tæ leä 0,5-2% so vôùi nhöïa. Khicho vaøo nhöïa noù thöôøng ôû daïng paste vì ôû daïng khoâ noù khoâng phaân taùn ñeàu vaøo nhöïa.

Khi phaân huûy ôû nhieät ñoä cao, seõ xaûy ra phaûn öùng :

R-CO-O-O-CO-R 2RCOO. 2R. + CO2

R : -C6H5

Ngoaøi ra caùc chaát xuùc taùc thuoäc loaïi peroxide coøn coù:

+ Di-t-butyl peroxide (CH3)3-C-O-O-C-(CH3)3

+ Di-acetyl peroxide (CH3)3-CO-O-O-OC-(CH3)3

* Hydroperoxide :

+ t-butyl-hydroperoxide (CH3)3-COOH

+ Cumen-hydroperoxide C6H5-C-(CH3)2-O-OH

Hai loaïi MEKP vaø HCH ñöôïc duøng ñeå ñoùng raén nguoäi cho nhöïa polyester.

MEKP laø teân vieát taét cuaû metyl ethyl keton peroxide, noù thöïc chaát laø hoãn hôïpcuûa moät soá hôïp chaát peroxide, thaønh phaàn thay ñoåi tuøy thuoäc vaøo nhaø saûn xuaát. TheoKarnojitzki noù goàm caùc hôïp chaát chính sau ñaây:

CO

O OOC

70 – 800C

COH

OH3

2H C

H C

5

CO O

HOOH 3CH

5

3

2H C

H C

5

CC H2


MEKP thöôøng ñöôïc söû duïng ôû daïng dung dòch 50-60% trong dimetyl pthalatevôùi löôïng töø 0,1 - 0,2%. Noù laø chaát oxi hoaù maïnh neân phaûi traùnh tieáp xuùc vôùi oxi.

HCH laø saûn phaåm phaûn öùng giöõa hydroperoxide vôùi cyclohexanol peroxide vaøñöôïc goïi teân laø cyclo-hexanol peroxide. Tuy nhieân noù laø hoãn hôïp cuûa ít nhaát hai trongboán chaát sau (theo Criegree, Schorenberg vaø Becke)

II.1.2. Xuùc taùc azo vaø diazo

+ Diazo aminobenzen: C6H5-NH-N=N-C6H5

+ Dinitric cuaû acid diizobutyric: NC(CH3)2-N=N-C(CH3)2-COO-CN

+ Dimetyl ester cuaû acid diizobutyric: C2H5-OOC-C(CH3)2-N=N-C(CH3)2-COO-C2H5

II.2. Chaát xuùc tieán

Chaát xuùc tieán laø chaát ñoùng vai troø xuùc taùc cho phaûn öùng taïo goác töï do cuaû chaátxuùc taùc. Duøng chaát xuùc tieán seõ giaûm ñöôïc nhieät ñoä vaø thôøi gian ñoùng raén moät caùchñaùng keå vaø coù theå duøng ñeå ñoùng raén nguoäi. Goàm caùc loaïi:

II.2.1. Xuùc tieán kim loaïi

Xuùc tieán kim loaïi laø muoái cuaû kim loaïi chuyeån tieáp nhö: cobalt, chì, mangan,ceri, … vaø caùc acid nhö: naphthenic, linoleic, octonic,… hoaø tan toát trong polymer. Loaïixuùc taùc naøy thöôøng duøng chung vôùi caùc chaát xuùc taùc daïng hydroperoxit (MEKP,HCH). Naphthenic-cobalt laø loaïi thoâng duïng nhaát thöôøng duøng vôùi löôïng 0,002 -0,02% cobalt kim loaïi so vôùi nhöïa.

CO O

HOOOH 3CH

5

3

2H C

H C

5

CC H2

CO O

OOH HOO 3CH

5

3

2H C

H C

5

CC H2

OH

OH

O O

OH HO

O O

HOOOH

O O

OOH HOO


Cô cheá xuùc tieán cuaû cobalt kim loaïi :

ROOH + Co2+ RO. + Co3+ + OH-

ROOH + Co3+ ROO. + Co2+ + H+

2ROOH RO. + ROO. + H2O

Ngoaøi xuùc tieán kim loaïi ôû daïng muoái, ngöôøi ta coøn duøng daïng phöùc, ví duï:Ferrocen, daïng phöùc dicyclopentadienyl cuaû saét duøng ñeå xuùc tieán cho cumen peroxitkhi caàn ñoùng raén nhanh ôû nhieät ñoä khoaûng 80oC.

II.2.2. Amin baäc ba

Loaïi xuùc tieán naøy thöôøng ñöôïc duøng vôùi caùc chaát xuùc taùc peroxide, thuoäc loaïinaøy thöôøng gaëp :

+ Dimetyl-aniline ( DMA ) : C6H5N(CH3)2

+ Dietyl-aniline ( DEA ) : C6H5N(C2H5)2

+ Dimetyl-p-toluidin ( DMPT ) :CH3C6H5N(CH3)2

Löôïng duøng khoaûng 0,02 -0,5% so vôùi nhöïa .

II.2.3. Mercaptan

Lauryl Mercaptan coù theå ñöôïc duøng laøm xuùc tieán vôùi löôïng nhoû, khi caàn khoángcheá nhieät ñoä, ñöôïc duøng ñeå ñuùc nhöïa cho saûn phaåm bieán maøu. Tuy vaäy noù ñoùng raénkhoâng hoaøn toaøn, laøm cho cô lyù tính nhöïa khoâng toát.

III. CHAÁT PHA LOAÕNG

Tính chaát cuaû polyester phuï thuoäc khoâng nhöõng vaøo haøm löôïng noái ñoâi vaønhoùm ete, vaøo maïch thôm hay thaúng, möùc ñoä ña tuï maø coøn phuï thuoäc vaøo tính chaátcuaû taùc nhaân noái ngang – monomer.

Caùc monomer khaâu maïch ngang ñöôïc duøng ñeå ñoàng truøng hôïp vôùi caùc noái ñoâitrong nhöïa UPE, taïo lieân keát ngang, thöôøng laø chaát coù ñoä nhôùt thaáp (daïng loûng) neâncoøn coù taùc duïng laøm giaûm ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp, do vaäy chuùng coøn ñöôïc goïi laø chaátpha loaõng. Monomer pha loaõng phaûi thoûa maõn caùc ñieàu kieän sau:

Ñoàng truøng hôïp toát vôùi polyester, khoâng truøng hôïp rieâng reõ taïo saûn phaåmkhoâng ñoàng nhaát, laøm aûnh höôûng ñeán tính chaát cuaû saûn phaåm, hoaëc coøn soùt laïimonomer laøm saûn phaåm meàm deûo, keùm beàn.


CH

CH

2

3

CH

Monomer phaûi taïo hoãn hôïp ñoàng nhaát vôùi polyester, toát nhaát laø dung moâi chopolyester. Luùc ñoù noù hoaø tan hoaøn toaøn vaøo giöõa caùc maïch phaân töû polyester, taïothuaän lôïi cho phaûn öùng ñoùng raén vaø taïo ñoä nhôùt thuaän lôïi cho quaù trình gia coâng

Nhieät ñoä soâi cao, khoù bay hôi trong quaù trình gia coâng vaø baûo quaûn.

Nhieät phaûn öùng ñoàng truøng hôïp thaáp, saûn phaåm ñoàng truøng hôïp ít co ruùt.

Ít ñoäc.

Ñeå ñoùng raén polyester, ngöôøi ta duøng caùc monomer : styrene, metyl metaacrylat (MMA), vinyl toluen, diallil phtalate, triallil xianuarat, … trong ñoù styreneñöôïc söû duïng nhieàu nhaát .

III.1. Styrene

Coù ñoä nhôùt thaáp.Töông hôïp toát vôùi polyester, khaû naêng ñoàng truøng hôïp cao, töï truøng hôïp

thaáp.Ñoùng raén nhöïa nhanh.Saûn phaåm chòu thôøi tieát toát, cô lyù tính cao, caùch ñieän toát.Khaû naêng töï boác chaùy thaáp.

III.2. Vinyl toluen

Ít bay hôi hôn styrene nhöng khaâu maïch khoâng hoaøn toaøn,saûn phaåm taïo thaønh meàm deûo vaø co ngoùt.

III.3. Metyl meta acrylate

Taïo nhöïa coù chieát suaát thaáp hôn vaø ñoä beàn thôøi tieát cao hôn, ít bò ñoåi maøu hônstyrene. Tuy nhieân MMA khoù töông hôïp vôùi UPE vaø töï truøng hôïp cao neân chæ duøngUPE chung vôùi styrene.

CH CH 2

CH C

CH

COOCH

2

3

3


III.4. Diallyl phthalate

Coù öu ñieåm laø keùm bay hôi hôn, khi ñoùng raén taïo saûn phaåm dai hôn vaø ñieåmchaûy meàm cao hôn styrene (vì coù söï taêng leân cuaû maät ñoä lieân keát ngang). Nhöng UPEvôùi diallyl phthalate khoù ñoùng raén ôû nhieät ñoä phoøng maø chæ ñoùng raén noùng.

IV. CHAÁT ROÙC KHUOÂN, CHAÁT LAØM KÍN

IV.1. Chaát roùc khuoân

Chaát roùc khuoân coù taùc duïng ngaên caûn nhöïa baùm dính vaøo beà maët khuoân.Chaát roùc khuoân duøng trong ñaép tay laø loaïi chaát roùc khuoân ngoaïi ñöôïc boâi

tröïc tieáp leân khuoân.Moät soá chaát roùc khuoân: wax, silicon, daàu moû, môõ heo…

IV.2. Chaát laøm kín

Vôùi khuoân laøm töø caùc vaät lieäu xoáp nhö goã, thaïch cao thì caàn phaûi boâi chaátlaøm kín tröôùc khi duøng chaát roùc khuoân.

Caùc chaát laøm kín xaâm nhaäp vaøo caùc loã xoáp, ngaên chaën nhöïa baùm vaøo.Moät soá chaát laøm kín: Cellulose acetate, wax, silicon, stearic acid, nhöïa

furane, veùc ni, sôn maøi…

V. VAÄT LIEÄU GIA CÖÔØNG

Vaät lieäu taêng cöôøng (hay coát) cung caáp cô tính nhö: ñoä cöùng, ñoä beàn phaù huûy ...vaø cuõng caûi thieän moät soá tính chaát lyù hoïc: tính daãn, chòu nhieät ñoä, ñoä beàn moøn, tínhdaãn ñieän ... cho vaät lieäu composite. Ñoái vôùi vaät lieäu taêng cöôøng, ngöôøi ta quan taâmñeán nhöõng ñaëc tröng sau: cô tính phaûi cao, tyû troïng nhoû, töông thích vôùi nhöïa, deã giacoâng cheá taïo, giaù thaønh haï ...

Tuøy vaøo muïc ñích söû duïng, vaät lieäu taêng cöôøng coù theå coù daïng haït hoaëc sôïi vôùicaùc nguoàn goác khaùc nhau: höõu cô, voâ cô, khoaùng chaát, nhaân taïo, toång hôïp ...:

V.1. Daïng sôïi

Vaät lieäu gia cöôøng ôû daïng sôïi thöôøng coù daïng:

- Daïng daøi (sôïi maûnh (filament), boù sôïi (strand), chæ (yarn), sôïi thoâ roving, ...)- Daïng vaûi (vaûi bình thöôøng, mat ...)

CH CH CH 2COO

COO 2CH CHCH

2

2


- Daïng nhieàu phöông (beän, teát, deät phöùc taïp ...).

V.1.1. Sôïi höõu cô

Moät soá daïng sôïi töï nhieân:cellulose laø loaïi sôïi quan troïng nhaát, ngöôøi ta hay duøng loaïi sôïi naøy ôû daïng vaûi sôïi caétngaén hay chæ yarn, toát töông ñöông sôïi viscose taùi taïo. Vaûi cellulose ôû daïng deät thöôøngñöôïc duøng cho vaät lieäu taám laminate. Trong caùc loaïi sôïi thöôøng, nylon ñöôïc duøngtrong chaát deûo thay theá boä phaän cho ngöôøi thuoäc hoï phenolic, vaø sôïi polypropyleneñöôïc duøng gia cöôøng cho ximaêng voâ cô.

Sôïi aramid coù khoái löôïng rieâng thaáp, ñoä beàn keùo cao, ñoä cöùng (modul)cao, beàn dai toát vaø chòu aùp löïc neùn eùp nhö kim loaïi. Ñoä beàn dai cuûa sôïi goùp phaàn chothaønh tích chòu ñaïn tuyeät vôøi vaø chòu söï phaù huyû. Sôïi aramid coù ñoä oån ñònh nhieät cao,caùc tính chaát ñieän moâi thaáp vaø khaùng hoaù chaát toát, maëc duø tính chaát naøy bò giaûm giaùtrò trong acid vaø bazô voâ cô maïnh.

Sôïi aramid ñöôïc duøng trong composite ñeå taïo vaät lieäu cöùng, cô tính cao, nheï ñaëcbieät so vôùi thuyû tinh. Vaät lieäu composite coù aramid thì khaùng caùc thieät haïi do moûi, va


ñaäp, ñöùt vôõ do löïc keùo caêng, coù tính khaùng moøn, aåm öôùt vaø rung ñoäng cao. Chuùng coùnhieät ñoä söû duïng töø -320 – 400 oC, vaø khoâng daãn ñieän.

Sôïi aramid ít söû duïng trong vaät lieäu composite vì ñoä beàn neùn, uoán, uoán doïc khaùthaáp vaø noù raát nhaïy vôùi bieán daïng caét giöõa caùc lôùp, ñoù laø do lieân keát sôïi – nhöïa khoângchaéc chaén. Trong kyõ thuaät ngöôøi ta söû duïng hoãn hôïp sôïi thuûy tinh – kevlar ñeå cheá taïocaùc thieát bò choáng phoùng xaï, choáng nhieät vaø laøm moät soá duïng cuï theå thao khaùc nhau.

Sôïi carbon gia cöôøng nheï, ñoä beàn keùo cao coù theå aùp duïng trong ngaønhhaøng khoâng vuõ truï vaø coù theå ñöôïc duøng nhö vaät gia cöôøng cho kim loaïi cuõng toát nhöcho chaát deûo.

Sôïi naøy coù theå ñöôïc saûn xuaát töø nhöõng nguyeân lieäu ban ñaàu khaùc nhau, nhönghieän nay, sôïi acrylic, tô nhaân taïo rayon cellulose vaø haéc ín thöôøng söû duïng nhaát. Vôùihöôùng ñi acrylic, toång hôïp sôùm vôùi sôïi polyacrylonitrile taïo ra sôïi carbon toát hôn ñi töøsôïi cellulose. Chuùng bò oxy hoaù ôû nhieät ñoä thaáp 200 – 2500C, carbon hoaù ôû khoaûng1000oC, vaø graphit hoaù taïi 2000oC trong moät loø luyeän nhieät hoà quang ñieän.

V.1.2. Sôïi voâ cô

Sôïi thuûy tinh

Ngöôøi ta goïi teân thuyû tinh döïa treân thaønh phaàn hoaù hoïc vaø tính naêng cuûa noù, nhö:

Loaïi Ñaëc tính chungEDAC

R,S

ÖÙng duïng chung , tính caùch ñieän toátTính daãn ñieän caoHaøm löôïng kieàm caoÑoä beàn hoaù hoïc caoÑoä beàn cô hoïc cao

Thuyû tinh E ñöôïc söû duïng thoâng thöôøng vaø chieám tyû leä cao nhaát. Thaønh phaànñaëc tröng cuûa thuyû tinh E:

Silica (SiO2) : 55%Oxit nhoâm vaø saét : 15%CaCO3 vaø MgCO3 : 22%Oxit boric : 7%Na vaø K ôû daïng oxit : 8%.

Öu ñieåm chính cuûa sôïi thuyû tinh:

Tyû soá tính naêng cô lyù / giaù thaønh raát cao.


Coù nhieàu daïng: vaûi deät, mat, roving, ...Keát dính toát vôùi taát caû caùc loaïi nhöïa.Khaùng nhieät ñoä toát.Ít co daõn do nhieät.

Moät ñaëc ñieåm ñaùng chuù yù cuûa sôïi thuûy tinh giöõ ñöôïc caùc cô tính ôû nhieät ñoä khaùcao, khoaûng 200 oC ñoái vôùi thuûy tinh E vaø khoaûng 250 oC ñoái vôùi thuûy tinh R.

- Truyeàn nhieät keùm.- Choáng aåm vaø choáng aên moøn toát.

V.2. Daïng haït

Ñoän daïng haït chòu nhieät, chòu moâi tröôøng, chòu maøi moøn, giaù thaønh thaáp. Ñoändaïng haït coù khaû naêng gia coâng deã hôn, taïo boït ít hôn so vôùi sôïi. Khi gia cöôøng vaät lieäuchòu löïc cao thì neân choïn vaät lieäu daïng sôïi, hoaëc coù theå duøng moät lôùp sôïi, moät lôùp haïtñeå boå sung tính chaát.

V.2.1. Calci carbonate

Calcium carbonate goàm:

Ñaù phaán: daïng rôøi raïc, mòn, meàm, maøu traéng, laø hôïp chaát voâi trong voû soø

Ñaù voâi: keát dính chaët hôn daïng ñaù phaán, coù trong hoaù thaïch cuûa voû soø

Ñaù caåm thaïch: hình thaønh töø hieän töôïng taùi keát tinh ñaù ôû nhieät ñoä 600oC, aùpsuaát cao trong loøng ñaát, do vaäy, caåm thaïch cöùng, caáu truùc haït to, thoâ.

Calcium carbonate laø chaát ñoän thoâng duïng trong ngaønh nhöïa, chuùng coù taùc duïnglaøm ñaày, giöõ vai troø quan troïng trong vieäc caân baèng giöõa giaù thaønh vaø duy trì tính chaátcô lyù cuûa vaät lieäu. Moät soá tính chaát tieâu bieåu: giaûm co ngoùt, caûi thieän chaát löôïng beàmaët, taêng ñoä beàn va ñaäp, chòu nhieät toát.

V.2.2. Haït thuûy tinh: coù hai daïng: ñaëc vaø roãng

Tính chaát: haït ñaëc coù ñöôøng kính 0.004-5mm, toát nhaát laø töø 4-44 m, tæ troïng:2.2g/cm3. Haït roãng noåi treân maët nöôùc, tæ troïng khoaûng 0.3-0.6 g/cm3, ñöôøng kínhkhoaûng 10-250 m.

Söû duïng: haït thuûy tinh ñöôïc söû duïng laøm chaát ñoän cho caû nhöïa nhieät deûo vaønhieät raén. Öu ñieåm cuûa chuùng laø: coù cuøng hình daïng, trong suoát, khaùng neùn eùp, oånñònh nhieät cao. Caùc öu ñieåm maø haït thuûy tinh coù ñöôïc laø do hình daïng caàu cuûa noù.Chuùng gioáng nhö nhöõng traùi banh laên treân truïc, laøm giaûm khaû naêng chaûy cuûa doøng


polymer neân coù theå söû suïng ñöôïc nhieàu ñoän. Noù cuõng coù theå caûi thieän öùng suaát côdöôùi taùc duïng cuûa taûi. Do haït caàu coù beà maët nhoû nhaát ôû theå tích cho tröôùc neân löïc tröôïtgiöõa polymer vaø ñoän thaáp. Ñoä haáp thuï daàu khoâng chòu aûnh höôûng cuûa daïng caàu.

Ñoän haït thuûy tinh seõ laøm taêng löïc keùo, neùn vaø modul uoán. Do coù daïng caàu, öùngsuaát nöùt trong saûn phaåm cuoái ít hôn khi söû duïng ñoän voâ cô. Maëc duø coù tæ troïng thaáp,haït thuûy tinh cuõng laøm giaûm tính chaát cô lyù. Chuùng thöôøng ñöôïc söû duïng laøm loõi. Haïtñaëc chieám khoái löôïng ít hôn haït roãng nhöng coù theå tích lôùn hôn.

V.2.3. Ñaát seùt

Ñaát seùt laø saûn phaåm cuoái cuûa quaù trình phong hoaù ñaù granite vaø feldspat, khoângñoøi hoûi ñoä tinh khieát. Kaolin coøn coù teân laø ñaát söù hay ñaát seùt.

Tính chaát: kaolin laø hôïp chaát nhoâm silicate ngaäm nöôùc coù daïng tinh theå maét caùovôùi caáu truùc luïc giaùc. Thaønh phaàn hoaù hoïc ñieån hình cuûa kaolin: Al2O3.SiO2.2H2Ovôùi: Al2O3 (38.8%), SiO2 (45.4%), MgO, K2O, Na2O, FeO. Kaolin coù ñoä traéng cao,khoâng daãn ñieän, chòu hoaù hoïc raát toát ngay caû vôùi acid maïnh.

Kaolin cöùng vaø meàm: ngaønh coâng nghieäp giaáy söû duïng khoaûn 50% kaolin.Ngoaøi ra, noù coøn laø chaát ñoän quan troïng thöù hai trong coâng ngheä cao su sau carbonblack. Trong coâng ngheä cao su, ngöôøi ta phaân bieät kaolin cöùng hay meàm tuyø theo saûnphaåm cuoái coù modul cao hay thaáp. Veà maët hình daïng, söï khaùc nhau giöõa hai loaïi laøkích thöôùc: kaolin cöùng coù ít nhaát 75% haït coù ñöôøng kính nhoû hôn 0.2 m, coøn kaolinmeàm thì ôû daïng thoâ.

V.2.4. Nhoâm hydroxide

Nhoâm hydroxide thöôøng ñöôïc söû duïng do tính choáng chaùy cuûa noù. Do nhoâmhydroxide baét ñaàu phaân huûy ôû nhieät ñoä 200oC, neân vaán ñeà khoù khaên laø phaûi gia coângnhöïa ôû nhieät ñoä lôùn hôn nhieät ñoä naøy.

Cuõng nhö caùc ñoän khoaùng khaùc, ñoä cöùng seõ taêng khi löôïng Al(OH)3 taêng, söû duïngthay theá caùc chaát ñoän thoâng thöôøng ñeå choáng chaùy cho saûn phaåm.


CHÖÔNG 2: KYÕ THUAÄT ÑAÉP TAY (hand lay-up)

I. GIÔÙI THIEÄU

Kyõ thuaät hand lay-up duøng ñeå saûn xuaát caùc saûn phaåm gia cöôøng, thöôøng baogoàm vieäc taåm öôùt sôïi thuyû tinh vôùi nhöïa loûng. Nhöïa duøng trong coâng ngheä naøy laø loaïinhöïa nhieät raén vaø ñoùng raén ôû nhieät ñoä phoøng vôùi aùp suaát thöôøng. Saûn phaåm gia cöôønglaøm töø quy trình hand lay-up laø nhöõng saûn phaåm quaù lôùn khoâng theå saûn xuaát ñöôïc töøcaùc kyõ thuaät khaùc, kyõ thuaät naøy duøng ñeå saûn xuaát caùc saûn phaåm vôùi soá löôïng ít vaø coùñaàu tö cho saûn xuaát thaáp.

Ví duï: taøu, thuyeàn, xe hôi, boàn chöùa hoùa chaát, hoà bôi…

II. PHÖÔNG PHAÙP

Phöông phaùp hand lay-up thöôøng duøng khuoân ñôn, coù theå laø khuoân ñöïc hoaëckhuoân caùi. Khuoân coù theå ñöôïc queùt gelcoat tröôùc hoaëc chæ duøng chaát roùc khuoân. Caùcböôùc caàn thieát trong kyõ thuaät hand lay-up laø: chuaån bò khuoân, queùt chaát roùc khuoân,choïn nhöïa vaø chaát gia cöôøng thích hôïp, ñaët sôïi gia cöôøng vaøo trong khuoân, queùt nhöïaleân, duøng con laên ñeå phaân boá nhöïa ñeàu vaø khöû boït khí, chôø cho ñoùng raén, laáy saûnphaåm ra khoûi khuoân vaø hoaøn taát saûn phaåm.


III. NGUYEÂN VAÄT LIEÄU

III.1. Chaát roùc khuoân vaø chaát laøm kín

Nhöïa ñöôïc duøng trong saûn phaåm gia cöôøng thöôøng coù tính chaát baùm dính toát.Vì theá chuùng ta phaûi ngaên chaën söï baùm dính cuûa noù vaøo khuoân baèng caùch duøng taùcnhaân roùc khuoân. Trong kyõ thuaät hand lay-up, thöôøng duøng chaát roùc khuoân ngoaïi queùtleân khuoân chöù khoâng duøng chaát roùc khuoân noäi.

Khi söû duïng vaät lieäu xoáp, nhö goã hoaëc thaïch cao laøm khuoân thì beà maëtthöôøng coù caùc loã li ti, vì vaäy phaûi bòt kín caùc loã naøy tröôùc khi queùt chaát roùc khuoân. Caùcchaát laøm kín naøy thaâm nhaäp saâu vaøo trong beà maët goã vaø thaïch cao, laøm ñaày caùc loã,khoâng cho nhöïa baùm vaøo, thöôøng duøng vecni, sôn maøi, daàu boùng… Moät soá chaát laømkín cho khuoân goã vaø thaïch cao: Cellulose acetate, wax, silicon.

Caån thaän khi choïn löïa vaät lieäu duøng laøm chaát laøm kín, moät soá vaät lieäu bòphaân huûy ôû nhieät ñoä khuoân, stearate laø moät chaát laøm kín raát toát, maët duø nhoâm stearatengaên caûn quaù trình ñoùng raén cuûa polyester. Vôùi saûn phaåm töø khuoân thaïch cao thì phaûichuù yù, khi ñaép, nhöïa ñoùng raén tieáp xuùc vôùi thaïch cao, maëc duø chaát laøm kín ñöôïc duøngtrong khuoân thaïch cao, nhöng söï hoùa voâi vaø phaân huyû thaïch cao seõ xaûy ra ôû khi nhieätñoä vöôït quaù 1200C.

III.2. Moät soá loaïi gel coat duøng trong hand lay-up

Loaïi gel coat Tính chaát Lónh vöïc öùng duïngGel coat ñieàu cheátöø isophthalic

Coù tính ñaøn hoài, chòu va ñaäp,chòu thôøi tieát, chòu hoùa chaáttöông ñoái toát vaø coù ñoä boùng cao.

Ñöôïc duøng trong saûn xuaátthuyeàn vaø cho muïc ñíchthoâng thöôøng.

Gel coat ñieàu cheátöø Orthophthalic.

Gioáng isophthalic nhöng coù giaùvaø ñoä beàn va ñaäp thaáp hôn.

Thöôøng duøng cho muïcñích thoâng thöôøng.

Gel coat trong,khoâng coù maøu.

Coù ñoä trong raát toát ôû daïngmaøng moûng, maøu saéc ít thayñoåi, coù ñoä boùng cao.

Duøng cho muïc ñích trangtrí, laø lôùp coù ñoä boùng caophuû treân lôùp gel coat maøu.

Gel coat chòu hoùachaát

Laø loaïi gel coat beàn vôùi acid,kieàm vaø dung moâi

Duøng laøm caùc boàn chöùahoùa chaát vaø naép noài hôi

Loaïi isophthalic chòuhoùa chaát cho caùcmuïc ñích thöôøng

Laø loaïi gel coat ñaøn hoài, chòumaøi moøn, coù giaù thaønh thaáp hônloaïi chòu hoùa chaát

Duøng laøm caùc thieát bò chòuhoùa chaát yeáu


Loaïi gel coat khoângin hình sôïi phía sau

Coâng thöùc chöùa töø 40-50% chaátñoän sôïi thuûy tinh trô, khoâng chothaáy lôùp sôïi gia cöôøng phía sautreân beà maët gel coat

Laøm taêng khaû naêng trangtrí, duøng cho baøn gheá vaøcaùc muïc ñích thöôøng

Loaïi gel coat coùmaøu ñen hoaëc xaùm

Coù beà maët cöùng Keát hôïp vôùi nhöïa ñaép ñeålaøm khuoân composite

III.3. Nhöïa duøng trong coâng ngheä hand lay-up

Laø loaïi nhöïa nhieät raén ôû daïng loûng, ñoùng raén ôû nhieät ñoä phoøng. Caùc loaïi nhöïathöôøng duøng laø polyester, vinyl ester vaø nhöïa epoxy. Tuøy vaøo muïc ñích söû duïng maø tacoù theå choïn löïa vaät lieäu thích hôïp ñeå ñaït ñöôïc saûn phaåm coù tính naêng cao. Caùc loaïinhöïa söû duïng cho coâng ngheä naøy ñoøi hoûi thôøi gian ñoùng raén khoâng ñöôïc ngaén quaù, ñoänhôùt khoâng ñöôïc quaù cao vì seõ aûnh höôûng ñeán khaû naêng thaám öôùt sôïi gia cöôøng.

III.4. Heä ñoùng raén

Moät soá chaát höõu cô ñöôïc hoøa tan trong styren, trong quaù trình ñoùng raén chuùngphaân huyû cho ra goác töï do vaø taán coâng vaøo lieân keát ñoâi cuûa polyester.

Kyõ thuaät hand lay-up ñöôïc ñoùng raén ôû nhieät ñoä phoøng, thöôøng duøng xuùc taùc laøMEKP vaø chaát xuùc tieán laø cobalt naphthenate, ngoaøi ra coù theå duøng chaát öùc cheá ñeålaøm chaäm quaù trình ñoùng raén.

IV. THIEÁT BÒ VAØ DUÏNG CUï

IV.1. Khuoân

Khuoân ñöôïc laøm töø nhieàu loaïi vaät lieäu nhö kim loaïi, goã, xi maêng, thaïch cao…Traùnh vaán ñeà khuoân bò bieán daïngMoät soá loaïi loãi coù theå thöôøng gaëp trong saûn xuaát:

Hieän töôïng khoâng baèng phaúng hoaëc gôïn soùng.

Beà maët xuø xì: beà maët khoâng boùng thích hôïp hoaëc beà maët khoâng ñöôïcchuaån bò ñuùng, caùc taùc chaát khoâng ñöôïc aùp duïng phuø hôïp, beà maët bò baån tröôùc khiphun vaø ñaép.

Caùc veát raïn trong quaù trình ñaép: vaät lieäu ñaép quaù cöùng, quaù moûng, öùngsuaát va ñaäp trong quaù trình söû duïng, bieán daïng quaù möùc trong quaù trình söû duïng,duøng neâm ñeå laáy saûn phaåm.

Hieän töôïng in daáu sôïi: do ñöa sôïi ñaép vaøo quaù sôùm sau khi phun.


Hieän töôïng gioäp hoaëc vôõ ñeán lôùp ñaép: Caùc loã xoáp hình thaønh trong quaùtrình saûn xuaát khuoân: do nhöïa bò gel hoùa quaù nhanh ngaên caûn quaù trình boït khí thoaùtra, söï toûa nhieät quaù cao gaây ra bong boùng nhöïa.

Söï cong veânh: quaù nhieàu lôùp ñöôïc ñaët moät laàn hoaëc quaù sôùm khi lôùp tröôùcñoù ñöôïc ñaët leân.

IV.2. Thieát bò troän vaø chuaån bò

Nhieàu vaán ñeà coù theå gaây ra do nguyeân nhaân chính laø caùc nhaø saûn xuaát troän nhöïabaèng tay. Trong nhieàu tröôøng hôïp, tuy nhieân, trong gia coâng caàn troän chaát xuùc taùc,chaát xuùc tieán, chaát ñoän, maøu, chaát pha loaõng vaø moät soá taùc nhaân khaùc cho heä ñoùngraén, khi troän phaûi tuaân theo moät soá nguyeân taéc nhö sau:

Caân nhöïa, ñoän, sôïi gia cöôøng.Caân chaát xuùc taùc, moät soá phuï gia khaùc ñöôïc toå hôïp laïi vì chuùng ñöôïc söû duïng

vôùi moät löôïng raát nhoû.

Maët duø quy trình ñaép ôû ñaây laø baèng tay nhöng cuõng caàn trang bò theâm chongöôøi coâng nhaân moät soá coâng cuï nhö: con laên coù caùc hình daùng duøng cho maët phaúngvaø cong, con laên sôn, baøn chaûi, coï, dao…

V. QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ

1. Sau khi khuoân ñöôïc laøm xong caàn ñaët leân giaù ñôõ ñeå tieän thao taùc. Trong tröôønghôïp khuoân coù coác khuoân raát saâu thì neân ñaët khuoân ñöùng thaúng.

2. Chuaån bò khuoân, duøng chaát laøm kín, chaát taïo boùng, böôùc tieáp theo duøng chaát roùckhuoân. Trong coâng ñoaïn naøy phaûi caån thaän khoâng ñöôïc duøng quaù nhieàu chaát roùckhuoân vì nhöïa duøng trong ñaép tay khoâng baùm dính toát laøm cho saûn phaåm khoâng giöõñöôïc trong khuoân. Trong töøng vuøng dieän tích beà maët khuoân caàn phaûi ñöôïc ñaùnh chaátroùc khuoân ñeàu ñeå saûn phaåm khoûi dính vaøo khuoân gaây hö hoûng beà maët.

3. Böôùc tieáp theo laø phun hoaëc queùt gelcoat leân beà maët khuoân. Tuøy thuoäc vaøo loaïikhuoân, dieän tích maø gelcoat coù theå queùt hoaëc phun. Haøm löôïng chaát xuùc tieán vaø xuùctaùc phuø hôïp ñoùng raén ôû nhieät ñoä phoøng. Ñieàu naøy raát quan troïng, caàn phaûi ñeå cho lôùpgelcoat ñöôïc ñoùng raén hoaøn toaøn nhaèm ngaên caûn söï xaâm nhaäp cuûa styren qua, laømcho lôùp gelcoat bò nhieáu.

4. Baét ñaàu quaù trình ñaép, queùt lôùp nhöïa ñaép leân treân beà maët gelcoat, sau ñoù ñaëtlôùp sôïi gia cöôøng leân, tieáp tuïc queùt nhöïa, duøng con laên khöû boït khí, ñaûm baûo löôïng boïtkhí toái thieåu vaø khaû naêng thaám öôùt toái ña.


5. Giai ñoaïn ñoùng raén: Coù theå cho pheùp duøng nhieät hoaëc ñöôïc xuùc tieán baèng hôinoùng hoaëc aùnh saùng maët trôøi. Caån thaän trong vieäc ñieàu khieån nhieät ñoä, bôûi vì neáunhieät ñoä cao quaù möùc thì seõ gaây ra söï soâi, nhanh choùng laøm boác hôi chaát pha loaõng vaøcaùc phuï gia loûng khaùc. Keát quaû laø hình thaønh bong boùng khí vaø bieán daïng saûn phaåmtrong khi ñaép. Neáu duøng nhieät trong quaù trình ñoùng raén thì chæ caàn cho quaù trình khôimaøo phaûn öùng truøng hôïp, coøn sau ñoù thì toác ñoä seõ taêng leân. Caàn phaûi coù söï thoâng gioùtoát nhaèm muïc ñích loaïi caùc chaát bay hôi nhö styren vì noù coù theå gaây chaùy vaø ñoäc haïi.

6. Khi saûn phaåm coù ñoä cöùng phuø hôïp, noù ñöôïc laáy ra khoûi khuoân. Coù theå duøngnhieàu kyõ thuaät cho coâng ñoaïn quan troïng naøy nhaèm traùnh laøm hö hoûng beà maët saûnphaåm nhö laø duøng khí neùn hoaëc duøng aùp löïc cuûa nöôùc.

7. Saûn phaåm neân ñöôïc di chuyeån ñeán khu vöïc hoaøn taát, nhaèm muïc ñích traùnh baùmbaån.

Caùc dung moâi duøng röûa duïng cuï laø aceton, metyl isobutyl keton, ethylen cloride.

Moâ hình phöông phaùp ñaép tay

VI. THUAÄN LÔÏI VAØ HAÏN CHEÁ CUÛA PHÖÔNG PHAÙP ÑAÉP TAY

Moät soá thuaän lôïi cuûa phöông phaùp hand lay-up so vôùi caùc coâng ngheä gia coâng chaátdeûo gia cöôøng khaùc laø:

Laøm ñöôïc caùc saûn phaåm lôùn, coù keát caáu phöùc taïp maø khoâng theå gia coâng ñöôïcbaèng phöông phaùp eùp khuoân hoaëc phun.

Ñoä beàn cuûa saûn phaåm phuï thuoäc vaøo haøm löôïng sôïi thuyû tinh, ñoä beàn cao nhaátcoù theå ñaït ñöôïc ôû löôïng sôïi laø 60%. Sôïi coù theå choïn löïa höôùng ñònh höôùng ñeåphuø hôïp vôùi yeâu caàu ñoä beàn.

Giaù thaønh cuûa khuoân vaø saûn phaåm thaáp, deã thay ñoåi kieåu caùch vaø maãu maõ.


Tuy nhieân beân caïnh ñoù coù moät soá baát lôïi:

Toác ñoä saûn xuaát bò giôùi haïn, giaù thaønh khuoân giaûm thì toán theâm chi phí nhaâncoâng vì duøng nhieàu nhaân coâng.

Kyõ naêng vaø kinh nghieäm cuûa ngöôøi coâng nhaân caàn phaûi cao neáu nhö muoán laømcaùc saûn phaåm ñoàng nhaát giöõa nhöïa vaø sôïi cuõng nhö ñaûm baûo chaát löôïng.

Tính chaát ñoâi khi phaûi hi sinh cho giaù thaønh. Neáu ta laøm saûn phaåm coù ñoä beàncao thì sôïi chieám tyû leä lôùn do ñoù khoâng caàn thieát.

VII. TÍNH CHAÁT CÔ LYÙ CUÛA SAÛN PHAÅM ÑAÉP TAY

Caùc soá lieäu sau ñaây ñöôïc ño töø maãu gia coâng vôùi haøm löôïng sôïi thuûy tinh 30%.

Tính chaát Sôïi mat Sôïi daïng vaûi deätTæ troïng(g/cm3) 1.4-1.8 1.6-2.0Ñoä beàn keùo(psi) 16.000 40.000Ñoä beàn uoán(psi) 24.000 60.000Ñoä beàn neùn (psi) 12.000 45.000Modun ñaøn hoài uoán(psi) 1.000.000 3.000.000Ñoä cöùng Barcol 40-50 40-50

WIII. Các s c th ng g p và cách kh c ph c

Nh ng tr c tr c c a thi t b phun b nCông ngh phun b n c áp d ng nhi u trong s n xu t s n ph m Composite.

Vi c s d ng thi t b có hi u qu òi h i công nhân ph i n m v ng các c c u, ch c

ng, cách thao tác, b o qu n, b o d ng thi t b .

u qua th nghi m kh ng nh nguyên li u m b o ch t l ng thì nguyên nhân c a s

tr c tr c thu c v ng i v n hành ho c thi t b .

Nh ng tr c tr c c a thi t b phun spray up th ng g p c nêu trong b ng sau:

ng: Nh ng tr c tr c c a thi t b phun b n, nguyên nhân và bi n pháp kh c ph c

c Nguyên nhân và bi n pháp kh c ph cPhân tán phân tkém.

Ki m tra áp su t khí nén, chi u dài và ng kính ng m m, ucút phun mòn, ch p không khí mòn, van ki m tra ngh t, dòng ch t

ng quá nhi u, c c u u ch nh không chính xác.Xáo tr n trongdòng xúc tác.

Van áy h u nh b óng và rung, phin l c b t c, không l ung.


c Nguyên nhân và bi n pháp kh c ph cPhun xúc tác quá

c.Van m quá r ng, khép b t van.

Xúc tác xáo tr nkhi có áp l c.

c ch t xúc tác quá th p, không khí n m trong ng.

Van xúc tác bng.

Lò xo y u do tu i th , ki m tra ng xúc tác b h ng.

i b t trong b m,khí b hút vào b m.

ch chuy n xiphông, th b m tr c ti p trong resin (gelcoat) n udo h th ng xiphông b rò r ; b m quá nh , resin quá l nh ho c quá

c. c u c t s i

không ho t ngho c ch m.

t khí nén, không l u l ng, b u ch nh không ho t ng,bánh cao su quá ch t.

Súng phun nhgi t.- Gi t ch t l ng. - Ty cong, k t, mòn, c n ch nh l i v trí ty; súng phun quá m c; v

ho c nút b mòn, n i b l ng.- Gi t ch t xúc tác. - Mòn, h ng van khí; ty u ch nh h ng; súng phun quá m c; ch

i van ho c nút b k t; u súng và thân súng không th ng hàng;qu t ki m soát có th b dính xúc tác.

- Gi t dung môi. - Van mòn ho c b t c; nút mòn; ty ho c núm b dính dung môi.ng m m b quánh. Cút ch t l ng kém, nút b kém.

Chi u dài s i th ytinh c t không u.

Dao c t kém, h ng; bánh cao su mòn.

u c t th y tinhp.

Góc dao c t ch a úng; khí nén cho dao c t quá th p.

i th y tinh ch ysang m t bên.

Dao c t tu t kh i hàng; cút ch t l ng mòn ho c b t c.

l resin/s i th ytinh không u.

Khí nén cho b c t ch a u ch nh t t; không chú ý th m t ho cth m t quá m c.

m óm nóng. Ch t xúc tác ho c resin trào.Khoang c t b s ith y tinh cu n.

c mot quá ch m; qu t khí quá ch m; n b h h ng; th ytinh b n.

c Nguyên nhân và bi n pháp kh c ph cCh t phun b l chsang m t bên.

t ph n ch p khí b t c; cút h ng; ty c a dòng ch t l ng b u n,mòn.

Màng l c b t c. Vón h t ho c m t ph n b ông; c n nguyên li u.Tr c b m nh gi tvà rung.

m c .

Th i gian ông vàóng r n ch m.

Ki m tra dòng xúc tác và nguyên li u. Ô nhi m d u ho c n c;ki m tra cò súng; ki m tra b t khí trong b m.


Nh ng khi m khuy t c a laminateng 0-1 Nh ngg khi m khuy t c a laminate th ng g p

Khi m khuy t Nguyên nhân Gi i thích và bi n pháp kh c ph cMàu s c khácnhau.

Laminate quá nóngho c quá l nh.

Hòa, khu y xúc tác t t; gi m hàm l ng xúctác; gi m resin ng và s i th y tinh m.

n - b n vap kém.

- V i th y tinh kém. - Ki m tra t l s i th y tinh so v i resin.

- Do tách khuôn. - S a các ch g g , gi m các ch u n l na khuôn.

- L p quá m ng, resinu.

- T ng chi u dày, ki m tra lo i và c lý tínha resin.

óng r n lâuho c s m.

Có nhi u nguyên nhânkhác nhau.

- Ki m tra lo i, t l xúc tác, nhi t , chi udày laminate, th i gian ông c và s ônhi m.

Các l p khôngliên k t- T gelcoat. - Ô nhi m t p ch t. - B i b m nhi u trong gelcoat; gelcoat óng

n quá lâu; sáp tách khuôn hòa tan tronggelcoat.

- Gi a các l pgia c ng.

- Resin - Th m t kém, dùng resin không t t; nhi usáp trong resin.

- V i v i th y tinh. - Dùng MAT ho c s i c t ng n gi a các l p.- Không óng r nhoàn toàn.

- Ki m tra hàm l ng xúc tác, nhi t .

p gelcoat lõmn l n t n.

Có v t ch t là tronglaminate.

Ki m tra MAT, có th có ch có nhi u ch tm ho c có m t x u h n m t kia; có v t l

trong resin.Resin ch y -võng.- Th y tinhkhông khô.

- Nhi u resin. - Ki m tra t l resin/s i; tránh b t.

- Th y tinh khô. - Resin quá loãng;th i gian ông clâu.

- Ki m tra resin, ki m tra xúc tác, nhi t .


Khi m khuy t Nguyên nhân Gi i thích và bi n pháp kh cph c

Resin r n n t. - Tách khuôn quá s m. - Tách s n ph m khi ch a óng r nhoàn toàn.

- Quá nóng. - Quá nhi u xúc tác, t a nhi t cao.Th m resin kém. - nh t quá l n. - Ki m tra nh t, l nh, m

a resin.- Lo i và c tính c a s i th ytinh.

- Ki m tra s i th y tinh.

ng khí. Không khí xâm nh p. - L n ép kém, th y tinh th m ch m; nh t cao; ch t n cao; ng

resin.n ph m cong

vênh.Không cân i gi a các l p. Áp d ng tr i l p i x ng.

i t y tinh inn trên l p

gelcoat.

- Co rút c a resin ho c do nhi t. - Ki m tra hàm l ng ch t xúc tác,nhi t ; l p gelcoat m ng, óng

n không hoàn toàn.- Khi kéo s nph m ra.

- L p gelcoat m ng, ch a óngn hoàn toàn, quy trình t o

laminate có v n .

- u ch nh chi u dày gelcoat;ki m tra xúc tác nhi t ; rovingho c v i quá sát l p gelcoat.

- Sau khi kéon ph m ra.

- óng r n c c b . - Hàm l ng xúc tác quá th p; nhi t quá th p, resin t a nhi t m nh;

tách khuôn quá s m.m óm nh . Không hòa tr n u ch t xúc

tác.Ki m tra thi t b , xúc tác và resin.

óm nóng. - Quá nhi u xúc tác. - Ki m tra xúc tác cho úng hàmng.

- Có nhi u vùng resin. - Gi m thành ph n resin.- Laminate không cân i. - Ki m tra chi u dày nhi u ch

khác nhau.

Nh ng khi m khuy t c a l p phun gelcoatTrong s n xu t s n ph m Composite, cho dù trong nh ng u ki n t t nh t v n có

th x y ra nh ng s c , khi m khuy t không th l ng tr c c. m b o có nh ngbi n pháp h u hi u kh c ph c các s c , c n ph i quan tâm n các v n sau:- Khi m khuy t y là nh th nào? X y ra toàn b hay cá bi t ng u nhiên m t vài ch ?Toàn b s n ph m hay ch m t vài s n ph m?- Khi m khuy t x y ra khi nào: th i gian, th i ti t, m khi phun, khi phun, khi làmlaminate hay khi l y s n ph m kh i khuôn?- Khi m khuy t x y ra v i cùng m t thùng gelcoat hay v i các thùng khác nhau? Trong

t thùng thì có s n ph m nào t t ây không?- Ch khi m khuy t y có trùng v i ch khi m khuy t trên khuôn hay không?Có nh ng thông tin trên, chúng ta d dàng t o ra nguyên nhân và có bi n pháp thích h p

kh c ph c. M t s d ng khi m khuy t th ng g p c trình bày trong b ng d iây:


ng : Nh ng khuy t m c a l p phun gelcoat

Khi m khuy t Nguyên nhân Bi n pháp kh c ph c ho c gi i thíchng khí. Không khí xâm nh p do

n ép.Ki m tra con l n; c i ti n cách l n ép cho

t h n.Gi p v y cá s u.- Tr c khi t o

p.- Do ch t xúc tác, dungmôi, n c ho c phunquá b óng r n.

- Ki m tra s rò r ho c s phun quá;không c gi m b ng dung môi; ki mtra ô nhi m t p ch t; duy trì các ngphun t.

- Sau ho c trongkhi l n ép.

- Gelcoat loãng, gelcoatóng r n không t t.

- Áp d ng chi u dày t t i thi u; mànggelcoat không liên t c; t l xúc tác kôngchính xác, quá cao ho c quá th p; th igian ông c quá ch m; nhi t quáth p; th i gian th c hi n các l p không

p lý; khuôn b m và d .t màu. Gelcoat ch y x ,

gelcoat óng r n quác.

Ki m tra tránh không gelcoat t i ch y; phun gelcoat t i s m h n; phun

màng màu m i ph lên l p còn ang t.Gelcoat b gi p.- Xu t hi n ngaysau khi tách kh ikhuôn, nh t là khi

t d i n ng.

- Ch t xúc tác còn angph n ng ho c ch aóng r n hoàn toàn;

dung môi n c ho cu; b ng khí.

- Ki m tra t l ph n tr m ch t xúc tác,khu y tr n và s rò r ; ki m tra ngkhí, nguyên li u và các con l n; ki m travi c l n.

- Xu t hi n saukhi s n ph m

c l y t khuôn.

- Ch t xúc tác khôngph n ng; dung môi,

c ho c d u.

- Ki m tra m c ch t xúc tác, chi u dàymàng; ki m tra ng khí, nguyên li u vàcon l n.

c ph n. - óng r n. - Ít ho c quá nhi u ch t xúc tác làm chokhông óng r n hoàn toàn, ki m tra m cch t xúc tác, chi u dày màng gelcoat,

c và dung môi.- T p ch t ô nhi m. - B m t nhi u b i b n t không khí; lau

chùi ch ánh bóng b ng gi th m dungmôi.

- Do khuôn kém. - ánh bóng l i khuôn và s n ph m tyêu c u t t h n.

n b m t. - Ch t l ng mànggelcoat kém.

- H i n c ho c ch t l ng l n trong mànggelcoat; ki m tra n c, ch t xúc tác; ki mtra n c, dung môi; nhi t .

- B ch n ng t phíacác l p.

- Ki m tra khi di chuy n ho c tách khuôn.

- Chi u dày mànggelcoat quá l n.

- Dùng ng h o ki m tra.

- Khuôn. - Khuôn b khi m khuy t. tr trong khi

phun.- T p ch t l n tronggelcoat.

- B i trong súng phun ho c trong gelcoat;nguyên li u lâu.


- Thi t b phun. - Súng b ngh t, c n lau chùi; phân tánphân t b ng khí ch a chu n xác.

Khi m khuy t Nguyên nhân Bi n pháp kh c ph c ho c gi i thíchn do va p

chính di nDo va p. Tránh va p.

n do l c c ng. - Áp l c do cong vênh. - Chi u dày màng quá l n; tách khuônm, laminate ch a óng r n hoàn toàn.

- Khuôn. - Khuôn b khi m khuy t.Không k t l p- Ph m vi nh . - Do t p ch t ô nhi m. - Ki m tra b i b m, dung môi.- Ph m vi r ng. - Gelcoat óng r n quá

c.- Ki m tra t l ch t xúc tác cao.

- Do ô nhi m. - Sáp tách khuôn nhi u ho c trong gelcoatn sáp.

- Laminate không câni.

- S i th y tinh khô.

Gelcoat b lõm - Ô nhi m b n. - Ki m tra n c, dung môi, ho c khu ytr n xúc tác ch a úng; phun quá; resinnhi u b i b m.

- Nguyên nhân khác. - Nhi u ch t t m s i th y tinh; laminateho c màng gelcoat m ng; laminate quákhô; laminate óng r n c c b ; không khíxâm nh p vào laminate.

bóng c- Xu t hi n trêngelcoat khi l y s nph m ra kh ikhuôn

- M t khuôn khôngbóng

- ánh bóng khuôn.

- Sáp tích t nhi u trongkhuôn.

- R a và ánh bóng l i khuôn.

- Polystyren tích t d n - ánh nhám ho c c b ng ch i c vàdung môi m nh, c c nh báo v dungmôi tr c khi s d ng.

- B i b n trong khuôn. - Lau s ch khuôn b ng gi lau.- Dung môi ho c n c. - Ki m tra v dung môi ho c n c, n c

th i xâm nh p.- Ch t xúc tác. - Ch t xúc tác t súng phun bay ra ngoài

khuôn.- Sau khi l y s nph m t khuôn ra.

- PVA không nh n ho ct; gelcoat ho c

laminate óng r nkhông t t.

- Ki m tra k thu t phun; quá m c ch txúc tác, ho c không úng t l tronggelcoat và laminate; ch lâu h n r i hãy

y s n ph m ra; ki m tra nhi t (t ithi u 150C); ki m tra m c ô nhi m, n c,

u, dung môi.


Khi m khuy t Nguyên nhân Bi n pháp kh c ph c ho c gi i thíchc ho c l mm nh ng u

nhiên.

- Gelcoat không ph ng. - Phân tán không t t.

- Hòa tr n xúc táckhông t t trong gelcoat

ng nh laminate.

- Hòa tr n xúc tác c n th n, ho c uch nh thi t b hòa tr n t t; thi t bngh t (do b m nguyên li u ho c khí nén);

t m c xúc tác không chu n (cao ho cth p); súng phun quá g n khuôn.

- Dung môi xâm nh pvào gelcoat ho claminate.

- Ki m tra quá trình lau chùi; ki m trac xúc tác.

- N c xâm nh p tronggelcoat ho c laminate.

- Ki m tra ng n c th i.

- Ch t xúc tác ch am b o.

- u ch nh l i xúc tác.

Phai màu - Gelcoat óng r nkhông t t

- Ki m tra óng r n và chi u dày gelcoat.

- Lau chùi ho c dùnghóa ch t ch a úng.

- Không s d ng ch t lau chùi ki m vàacid m nh.

i th y tinh inn trên gelcoat -

méo - lõm.

- óng r n ch a hoàntoàn.

- u ch nh xúc tác; ch lâu r i hãy l yn ph m; không c l y s n ph m khi

còn nóng; ki m tra nhi t ; ki m tra ônhi m n c, d u, dung môi.

- Do khuôn. - Hoàn thi n l i khuôn.- Do v i th y tinh. - Quá sát l p gelcoat.- Màng gelcoat quá

ng.- T ng chi u dày.

- T a nhi t t laminatecao.

- óng r n ch m h n; th c hi nlaminate t ng giai n.

t cá. - Ô nhi m n c, d u. - Ki m tra ng n c th i; ki m tra sáptách khuôn; ki m tra d u bôi tr n.

- Khuôn b b i, b n. - Dùng gi lau.- Màng gelcoat quá

ng.- u ch nh chi u dày.

- Nguyên li u c. - Ki m tra nguyên li u, tránh lâu.Gelcoat ông ctrong thùng ch a.

- Do tu i. - S d ng thùng ít tr c; gi n p y chokín; l u tr luân phiên.

- u ki n l u tr . - Áp d ng gi i h n cho phép l u tr .Màu n i l m m. - Do nhi m. - Lau chùi s ch b m và ng ng d n.

- V t l . - Gi nguyên li u trong bình kín; h n chphun quá m c; gi khuôn s ch; súng phunph i th ng góc v i khuôn.

Màu b phân tách. Các phân t màu bphân tách nhau.

Ki m tra ô nhi m n c ho c dung môi;thi t b dính b i b m; phun nhi u và khô(gi cho ng phun t; l p gelcoatch y x ; t l l ng phun cao t o thành


Khi m khuy t Nguyên nhân Bi n pháp kh c ph c ho c gi i thíchdòng ch y trên b m t khuôn.

h ng nh Phân tán phân t khôngt, không toàn ph n.

ng phun gelcoat cao; không áp l c phân tán.

m t nhám. - Khí xâm nh p. - Áp l c khí ch a úng.- Xúc tác không úng. - Ki m tra khi mua v t li u.- Chi u dày l p gelcoat. - Quá dày, c n u ch nh.- nh t resin. - nh t ch a chu n xác ho c dùng resin

n; ki m tra khi mua v t li u.- N c ho c dung môi. - Ki m tra ô nhi m.- S i b t c a b m. - Ki m tra b m và s rò r không khí.- Khu y tr n quá nhi u. - Ch khu y m t l n m i ngày, trong 10

phút.Gelcoat bong s m.- Trong lúc ang

óng r n.- L ng xúc tác caoho c th p.

- Ki m tra thi t b o l ng.

- Màng gelcoat khôngph ng ho c quá dày.

- Ki m tra chi u dày, m b o chi u dàyng u.

- Gelcoat óng r n quálâu.

- L p gelcoat ph i c l u l i trongkhuôn ít nh t vài gi tr c khi t olaminate; nên t o các l p trong cùng m tngày.

- óng r n không u. - Xúc tác phân tán không u.- Dung môi xâm nh p. - Ki m tra ô nhi m các ch t nh d u,

c…- Xu t hi n saukhi óng r n.

- óng r n quá lâu. - Ti nhành t o laminate s m h n.

- Laminate óng r nquá nhanh.

- Ki m tra t l xúc tác.

- Laminate óng r nkhông u.

- Chi u dày laminate không u; ki m tra l s i th y tinh so v i resin.

Resin ch y ho c phân tách.

- B t màu phân táchkh i resin.

- Ki m tra ngu n n c.

- Do ng d ng. - K thu t phun không chu n, gây ra cácgi t và dòng; không cho phép phun quávà khô, c n gi cho ng phun t.

Lõm và v t. - Nhi u gelcoat quá. - u ch nh chi u dày.- K thu t phun. - Dùng khí nén phân tán phân t gelcoat.- nh t th p. - Không resin; gi m nguyên li u m t

cách không úng.- Sáp khuôn. - Hàm l ng silicon quá cao.- Nguyên nhân khác. - Ch n ng khuôn tr c khi ông c.

m. p gelcoat m m d bxóa.

Gelcoat óng r n không hoàn toàn; ki mtra t l xúc tác, ô nhi m và chi u dày.

Khi m khuy t Nguyên nhân Bi n pháp kh c ph c ho c gi i thícht màu khác - Phun quá m c. - Không phun quá ng ng ng.


nhau (hi n t ngda gà).

- ng g i u khôngt.

- Phun ng g i u t t h n.

- óng r n. - Toàn b các màng gelcoat óng r n nht l p thu n nh t t t h n là óng r n

ng màng phun riêng bi t.m m n c. - Th ng do ti p xúc

nhi t và m quác.

- Ch s d ng nguyên li u c khuyêncho ng d ng c th ; co ngót.

- Gelcoat óng r nkhông t t.

- Gelcoat ch a úng ch t l ng.

Gelcoat ngã vàngnhanh chóng vàkhông u khi ara ánh n ng, nhi tvà m.

- Polystyren ho c sáptích t d n trên khuônvà bám vào s n ph m.

- Lau chùi s ch khuôn nh k , th ngxuyên; không c lau khuôn v i styrenho c dung môi nhi m b n.

- Gelcoat óng r nkhông toàn ph n.

- Ki m tra ch t l ng gelcoat, t l xúctác.

- Gelcoat không óngn hoàn toàn do ô

nhi m dung môi, mu.

- Ki m tra m ho c ng khí, d uho c t p ch t trong dung môi.

- Gelcoat không óngn toàn ph n do nhi t.

- Không s d ng gelcoat nhi t quáth p (150C).

- Gelcoat không óngn hoàn toàn do

nguyên li u lâu.

- C n s u ch nh nguyên li u.

- Bong tróc s m. - Có th do chi u dày không u, hòa tr nxúc tác không u.

- Laminate ch a nhi uresin, nóng quá m c.

- C n tuân theo k thu t t o laminate.

- Gelcoat ch y. - Do phun quá m c thành dòng ho c do ônhi m làm cho b t màu b phân tách.

- Chi u dày màngkhông u.

- Tránh phun gelcoat thành tia (dòng).

- Lau chùi s n ph mng v i lau dính ki m.

- Không c dùng ch t ki m m nh lau chùi.

- Súng phun quá g nt khuôn.

- Gi úng kho ng cách phun.

- Ch phun có m tmàng n.

- Phun nhi u l p.

- Phân tán phân t ch at.

- Ph i phân tán m n.


CHÖÔNG 3: KYÕ THUAÄT SUÙNG PHUN (spray up)

I. GIÔÙI THIEÄU

Kyõ thuaät suùng phun ñöôïc söû duïng thay theá cho kyõ thuaät ñaép tay, maëc duø chuùngcoù moät soá ñieåm khaùc nhau. Kyõ thuaät naøy coù theå thay theá cho hand lay-up trong tröôønghôïp khuoân quaù lôùn, khoù chuaån bò sôïi gia cöôøng vì quaù naëng khoâng theå duøng tay ñöôïc.

Kyõ thuaät suùng phun laøm saûn phaåm nhanh hôn vaø ít ñoøi hoûi tính nghieâm ngaët nhöphöông phaùp ñaép tay. Ñieåm khaùc bieät cuûa quy trình naøy laø khoâng cho pheùp ñieàu khieånñöông löôïng gioáng nhö trong phöông phaùp ñaép tay. Vì vaäy caùc saûn phaåm gioáng nhauthì khoâng chaéc laø coù cuøng tính chaát nhö nhau.

Ví duï: trong phöông phaùp suùng phun coù theå keøm theo phöông phaùp phuû vaø coùtheå töï ñoäng hoùa. Noù cuõng coù theå duøng ñeå söûa vaø gia cöôøng caùc thuøng chöùa kim loaïi ôûbeân trong hoaëc beân ngoaøi, hoà bôi vaø caùc caáu truùc choáng aên moøn. Suùng phun coù theåduøng ñeå saûn xuaát caùc pano baûo veä maùy, boàn taém, thuøng xe taûi…

II. VAÄT LIEÄU

Chaát roùc khuoân: chaát roùc khuoân duøng nhö trong phöông phaùp hand lay up.

Gel coat: coù theå duøng baèng queùt hoaëc phun nhö phöông phaùp ñaép tay.

Nhöïa vaø heä ñoùng raén: nhöïa duøng trong phöông phaùp suùng phun laø goáng nhötrong ñaép tay vaø phaûi ñöôïc pha loaõng ñeán ñoä nhôùt phuø hôïp cho quaù trình phun nhöngcoù chöùa chaát choáng tröôït ñeå ngaên caûn quaù trình chaûy trong khuoân. Nhöïa polyester coùchöùa chaát xuùc tieán laø cobalt napthanate vaø chaát xuùc tieán phuï trôï nhö diethylamin hoaëcdimethylamin vaø xuùc taùc laø methel ethyl keton peroxide (MEKP) taïo thaønh heä ñoùngraén ôû nhieät ñoä phoøng.

Chaát pha loaõng: moät soá chaát pha loaõng ñöôïc duøng ñeå mang chaát xuùc taùc vôùimuïc ñích choáng söï thaát thoaùt cuûa xuùc taùc gaây oâ nhieãm trong khi phun. Ngoaøi ra, noùhoaït hoùa monomer vaø copolymer hoùa trong quaù trình gel hoùa vaø ñoùng raén.

Sôïi gia cöôøng: sôïi thuyû tinh ôû daïng roving bao goàm caùc sôïi gia cöôøng ñôn leûñöôïc duøng cho phöông phaùp suùng phun.

Thieát bò phun: taát caû caùc thieát bò treân thò tröôøng hieän nay bao goàm suùng phunvaø boä phaän caét sôïi (coù theå ñieàu chænh tæ leä sôïi ngaén daøi ít) coù moät caùi bôm coù kíchthöôùc khaùc nhau vaø boä phaän phaân boá xuùc taùc. Phuï thuoäc vaøo kích thöôùc cuûa saûn phaåm,toác ñoä saûn xuaát vaø khoâng gian nhaø xöôûng.


Thieát bò caét sôïi: thieát bò caét sôïi bao goàm hai truïc, moät truïc ñöôïc boïc cao suhoaëc phuû polyurethan coøn moät truïc ñöôïc gaén caùc löôõi dao. Moät moâ tô khí nhoû duøng ñeåchaïy heä thoáng caét vôùi moâ tô ñaåy sôïi caét baén tôùi tröôùc. Ñoä daøi cuûa sôïi caét töø ½, ¾,1,1 ¼inch.

Duïng cuï: caùc thieát bò khaùc gioáng nhö laø thieát bò trong hand lay-up. Khuoân coùtheå duøng khuoân caùi, khuoân ñöïc hay caû hai.

III. QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ

III.1. Quy trình phun: quy trình phun bao goàm caùc böôùc sau:

Chuaån bò: laøm saïch khuoân, queùt chaát roùc khuoân vaø gelcoat, chôø ñoùng raén.

Chuaån bò phun baèng caùch kieåm tra tæ leä sôïi / nhöïa, vaø heä xuùc taùc.

Kieåm tra löôïng sôïi caét /phuùt.

Kieåm tra toång löôïng nhöïa phaân boá trong voøng 10 hoaëc 30 giaây, caàn phaûi ñaïtñöôïc tæ leä sôïi/nhöïa laø 25/75.

Kieåm tra thöôùc ño xuùc taùc hoaëc thôøi gian gel hoùa.

III.2. Phun

Phun nhöïa vaø sôïi vaøo trong khuoân. Kieåm tra söï phaân boá cuûa vaät lieäu phun vaøokhuoân baèng caùch vaïch caùc ñöôøng ñoû khaép nôi, maøu neàn cuûa khuoân hoaëc pha maøutrong nhöïa.

Neáu caùc öùng duïng theo maãu khoâng coù saün, neân ñoän lôùp nhöïa giöõa lôùp gelcoatvaø lôùp ñaép, ñeå tieát kieäm thôøi gian. Coù theå moâ taû nhö sau, phuû treân lôùp gelcoat raén lôùpnhöïa 0.012-0.015 inch hoaëc laø lôùp aùo moûng sôïi ngaén. Khi ñoùng raén thì lôùp naøy oån ñònhkích thöôùc vaø ít co ruùt hôn laø nhöïa khoâng ñoän.

Baét ñaàu phun nhöïa leân lôùp gel coat khoâ thì neân duøng nhöïa ñoän phun vôùi sôïithuyû tinh caét ngaén, sau ñoù phun vôùi nhöïa khoâng coù ñoän.

Moät laàn phun coù beà daøy xaáp xæ 1/16 inch vaø duøng con laên khöû boït. Sau ñoù,tieáp tuïc vôùi lôùp thöù hai coù beà daøy töông töï roài cuõng duøng con laên ñeå phaân taùn toát.Traùnh laøm cho sôïi thuyû tinh ñaõ taåm öôùt bò doàn vaø taùch rôøi trong quaù trình laên ( ñieàucaên baûn naøy laø raát quan troïng vì noù quyeát ñònh tính ñoàng nhaát cuûa saûn phaåm), nhöngnoù ñöôïc duøng ñeå khöû boït khí chöøng naøo coù theå. Kieåm tra ñoä daøy cuûa lôùp phun.


Moâ hình coâng ngheä suùng phun

III.3. Quy trình laên khöû khí

Laên khöû khí laø coâng ñoaïn raát quan troïng vì noù taïo söï ñoàng nhaát cuûa sôïi vaø laøm chosôïi ñöôïc ñònh höôùng. Neáu quaù trình laên khoâng toát seõ taïo ra caáu truùc yeáu vaø coù nhöõngchoã thieáu nhöïa, ñeå thöïc hieän toát, caàn tieán haønh theo ba böôùc sau:

Söï phaân boá cuûa vaät lieäu: quaù trình laên coù taùc duïng phaân boá hoãn hôïp nhöïa vaøxuùc taùc. Queùt vaø laên neân ñöôïc thöïc hieän cuøng luùc vôùi nhau, con laên söû duïng ôûmaët ngoaøi coøn coï thì duøng trong caùc goùc caïnh.

Taïo söï phaân boá ñoàng nhaát: sôïi rôi cuøng vôùi nhöïa xuoáng khuoân, vaø giöõ laïi khoângkhí vì vaäy caàn phaûi laên ñeå khöû khí khoûi beà maët nhöïa.

Laøm cho sôïi naèm xuoáng: thöôøng laøm vôùi con laên nhoû vaø coï lôùn. Coï seõ ñaåy sôïixuoáng ôû nhöõng choã maø con laên laøm cho noù nhoâ leân. Con laên nhoû hôn, ñaëc bieätloaïi coù goùc coù theå duøng nhanh hôn coï neáu laøm caån thaän.

Con laên neân baûo veä caån thaän vôùi muïc ñích keùo daøi tuoåi thoï. Laøm saïch con laênbaèng aceton ngay sau khi söû duïng.

III.4. Taêng theâm khaû naêng gia cöôøng

Caàn gia cöôøng beân trong caùc goùc caïnh cuûa khuoân bôûi vì ñoù laø beân ngoaøi cuûasaûn phaåm. Coù theå duøng sôïi ñeå gia cöôøng hoaëc gia cöôøng baèng goã taïi nhöõng vò trí chòulöïc cuûa saûn phaåm.

III.5. Hoaøn taát saûn phaåm

Keát thuùc vaø laáy saûn phaåm ra khoûi khuoân. Sau ñoù duøng dao ñeå caét goït hoaøn taátsaûn phaåm. Coâng ñoaïn naøy thöïc hieän nhö trong phöông phaùp ñaép tay.


Quy trình coâng ngheä suùng phun

IV. ÖÙNG DUÏNG CUÛA KYÕ THUAÄT SUÙNG PHUN

Phöông phaùp suùng phun ñöôïc duøng saûn xuaát caùc saûn phaåm coù kích thöôùc lôùn,hình daùng phöùc taïp, coù gel coat treân beà maët, toác ñoä saûn xuaát cao leân ñeán 1000 saûnphaåm/ thaùng.

Phöông phaùp suùng phun ñöôïc söû duïng ñeå saûn xuaát caùc saûn phaåm gia cöôøngmoät caùch deã daøng, khoâng caàn ñoøi hoûi khoâng gian lôùn.

Moät soá thuaän lôïi cuûa kyõ thuaät naøy:Giaù thaønh: thöôøng chi phí thaáp vì duøng ít nhaân coângHieäu quaû: phöông phaùp suùng phun coù hieäu quaû

VII. TÍNH CHAÁT CÔ LYÙ CUÛA SAÛN PHAÅM THEO COÂNG NGHEÄ SUÙNG PHUN

Tính chaát cô lyù Giaù tròTæ troïng 1.4-1.6Ñoä beàn keùo (psi) 9.000 – 18.000Modun keùo(psi) 0.8x106 – 1.8x106

Ñoä beàn neùn (psi) 15.000 – 25.000Ñoä beàn uoán(psi) 16.000 – 28.000Ñoä beàn va ñaäp ft-ld/in 5 – 15Ñoä cöùng Barcol 40 – 80Thaønh phaàn sôïi(%) 25-35


CHÖÔNG 4: KYÕ THUAÄT HUÙT CHAÂN KHOÂNG

I - GIÔÙI THIEÄU:

Kyõ thuaät huùt chaân khoâng laø phöông phaùp taïo saûn phaåm composite gia cöôøng sôïitrong khuoân ñôn cho caû khuoân ñöïc hay khuoân caùi. Thieát bò laøm cho saûn phaåm taïo hìnhtheo khuoân laø moät maøng meàm deûo. Khi huùt heát khoâng khí taïi khoâng gian giöõa maøngvaø khuoân thì aùp suaát khí quyeån seõ taïo aùp löïc ñeàu leân beà maët ngoaøi laøm cho nhöïa, sôïiñònh hình trong khuoân. AÙp suaát taïo ra nhôø moät maùy huùt chaân khoâng coù aùp löïc khoaûng0.068 – 0.1 MPa laø ñuû cho ñoä chaët vaø ñoä ñònh höôùng toát hôn so vôùi phöông phaùp ñaéptay. Veà thöïc chaát quy trình nhanh hôn ñuùc khuoân thoâng thöôøng nhöng thöïc teá ñoâi khicaàn laøm chaäm hôn ñeå kòp huùt vaø khoâng bò ñoùng raén nhöïa tröôùc khi nhöïa kòp thaám vaøosôïi.

Moät soá öu ñieåm cuûa phöông phaùp huùt chaân khoâng:

Do coù aùp löïc duy trì trong suoát thôøi gian ñònh hình trong khuoân, nhöïa bò eùp chaëtneân loang ñeàu do ñoù coù theå söû duïng löôïng sôïi thuûy tinh cao hôn, laøm cho cô tínhcuûa saûn phaåm toát hôn.

Vieäc khöû boït khí toát, deã daøng hôn so vôùi ñaép tay laøm cho saûn phaåm toát ngay caû khicoâng nhaân coù tay ngheà thaáp.

Ñaàu tö thaáp hôn so vôùi caùc phöông phaùp eùp baèng aùp löïc hoaëc chaân khoâng khaùc.Tuy nhieân kyõ thuaät naøy khoâng kinh teá khi chæ söû duïng moät khuoân. Caùc saûn phaåmcoù kích thöôùc lôùn coù theå ñöôïc saûn xuaát haøng loaït. Caáu truùc sandwich ñaõ ñöôïc öùngduïng maëc duø coù söï khoâng ñoàng ñeàu moät chuùt veà beà daøy loõi. Coù nhieàu kyõ thuaät vaøqui trình khaùc nhau trong quaù trình huùt chaân khoâng.

II - VAÄT LIEÄU:

II.1 - Sôïi thuûy tinh:

Vieäc choïn löïa caùc vaät lieäu gia cöôøng cho saûn phaåm huùt chaân khoâng tuøy thuoäc vaøotính chaát mong muoán cuûa saûn phaåm. Beà maët saûn phaåm, ñoä chòu löïc, giaù thaønh, kíchthöôùc, hình daïng laø tieâu chuaån ñeå löïa choïn. Ví duï: ñeå beà maët saûn phaåm cuoái ñaëc bieätnhaün ñeå sôn hay xöû lyù beà maët, söû duïng sôïi deät moûng seõ toát hôn laø mat caét nhoû.


Sôïi daïng deät roving ñaét hôn sôïi caét ngaén mat, vì vaäy öùng duïng vaøo saûn phaåmcaàn phaûi phuø hôïp. Thoâng thöôøng ta choïn sôïi deät khi ñoä oån kích thöôùc, cô tính cao laøquan troïng coøn giaù thaønh chæ laø thöù yeáu.

Caû sôïi roving vaø mat ñeàu coù theå söû duïng ôû daïng khoâ hoaëc daïng taåm vaät lieäu.Daïng vaät lieäu taåm ñaõ coù chöùa tröôùc moät löôïng nhöïa ñaõ ñoùng raén tröôùc. Muïc ñích cuûavieäc söû duïng vaät lieäu naøy nhaèm giöõ cho oån ñònh kích thöôùc khi nhöïa ñoùng raén, nhöïachaûy hay bay hôi hoaëc trong caùc tröôøng hôïp coù söï bieán ñoåi lôùn khi söû duïng phöôngphaùp ñaép öôùt, tuy nhieân daïng naøy hieän nay khoâng coù ôû thò tröôøng Vieät Nam. Phaàn lôùncaùc vaät lieäu ñònh hình sau khi ñaép vaøo khuoân vaø gia nhieät. Tuy nhieân caùc vaät lieäu cuõngcoù theå chöùa xuùc tieán, xuùc taùc nhaïy vôùi tia cöïc tím vaø coù theå ñoùng raén khoâng caàn söûduïng nhieät. Veà cô baûn tính chaát cuoái cuøng cuûa vaät lieäu ñoùng raén khoâng ñaït ñöôïc neáuchæ söû duïng tia cöïc tím, caàn keát hôïp vieäc taêng nhieät ñoä ñeå coù tính chaát toát nhaát. Vieäcthöû nghieäm ñoùng raén baèng tia cöïc tím vôùi caùc loaïi nhöïa thoâng thöôøng taïi Vieät Namkhoâng ñaït ñöôïc tính chaát mong muoán.

II.2 - Nhöïa:

Loaïi nhöïa thoâng duïng trong phöông phaùp laø caùc loaïi nhöïa polyester. Chuûyeáu laø nhôø giaù thaønh töông ñoái reû so vôùi caùc loaïi khaùc, chuùng deã gia coâng vaø ñoùng raéntaïi nhieät ñoä thöôøng vaø ñoùng raén nhieät. Caùc xuùc tieán coù saün caùc loaïi: ñoùng raén taïi nhieätñoä phoøng, ñoùng raén baèng tia cöïc tím, ñoùng raén baèng aùnh saùng maët trôøi vaø ñoùng raénnhieät. Ñoä nhôùt cuûa nhöïa töông ñoái thaáp vaø deã thaám öôùt sôïi. Chuùng chòu ñöôïc phaàn lôùncaùc hoùa chaát trong thôøi gian khaù daøi vaø coù tính chaát cô lyù toát khi coù quy trình thích hôïpvaø ñuùng vôùi vaät lieäu gia cöôøng.

Khi caàn coù tính chaát cô lyù vaø ñoä chòu nhieät toát hôn, nguôøi ta thöôøng choïnnhöïa epoxy. Nhöïa epoxy thaám uôùt toát nhöng caàn caån thaän hôn khi gia coâng do noù coùkhaû naêng xaûy ra phaûn öùng aên da khoâng mong muoán do nhöïa vaø chaát ñoùng raén amin.Cuõng nhö polyester caùc loaïi nhöïa epoxy seõ ñoùng raén taïi nhieät ñoä phoøng vôùi chaát ñoùngraén rieâng cuõng nhö tính chaát saûn phaåm ñöôïc taêng khi nhieät luyeän. Chuùng ñaét hôn caùcpolyester nhöng do giaù nhöïa khoâng phaûi luùc naøo cuõng laø yeáu toá quyeát ñònh chính ñeángiaù thaønh saûn phaåm cuoái neân nhöïa epoxy cuõng laø yeáu toá caàn xem xeùt khi choïn löïanguyeân lieäu.

Moät vaøi loaïi nhöïa khaùc cuõng coù theå duøng cho coâng ngheä huùt chaân khoâng:nhöïa phenolic, diallyl phthalate, silicone vaø moät soá nhöïa khaùc chæ coù theå söû duïng ôû


daïng taåm saün. Nhöõng vaät lieäu naøy raát phuø hôïp cho huùt chaân khoâng nhöng khoâng theåcho ñöôïc cô tính cao nhaát neáu khoâng qua giai ñoaïn uû nhieät luyeän.

Vieäc thöïc hieän caùc böôùc kieåm tra khaû naêng thaám öôùt, thôøi gian gel hoùa cuûa nhöïacuõng laø vaán ñeà maáu choát.

III - THIEÁT BÒ VAØ DUÏNG CUï

III.1 - Khuoân:

Trong kyõ thuaät huùt chaân khoâng, coâng cuï khaù ñôn giaûn khi so saùnh vôùi caùc kyõthuaät ñuùc khuoân khaùc. Loaïi khuoân ñöôïc löïa choïn caên cöù vaøo beà maët naøo cuûa saûnphaåm caàn ñöôïc kieåm soaùt chính xaùc. Ví duï: neáu eùp moät maùi che, phaàn beân ngoaøi cuûanoù caàn phaûi nhaün, ta löïa loaïi khuoân roãng (khuoân loõm) ñeå taïo hình, khi laáy ra saûn phaåmseõ coù maët ngoaøi taïo hình gioáng vôùi beà maët trong cuûa khuoân. Ngöôïc laïi khi laøm moätmaët gheá thì phaûi duøng khuoân ñöïc (khuoân loài).

Vì vaät lieäu ñöôïc baét ñaàu eùp khuoân ôû pha loûng vaø aùp suaát ñöôïc duy trì trongsuoát quaù trình taïo hình, ñoùng raén, do vaäy chaát löôïng saûn phaåm cuoái phuï thuoäc raátnhieàu vaøo beà maët khuoân.

Vaät lieäu laøm khuoân tuøy thuoäc vaøo raát nhieàu yeáu toá töø soá chi tieát ñöôïc eùp, loaïinhöïa ñöôïc söû duïng, nhieät ñoä ñoùng raén, beà maët caàn thieát saûn phaåm cuoái vaø thôøi gianñoùng raén. Nhieàu loaïi vaät lieäu laøm khuoân coù theå ñöôïc söû duïng, thoâng thöôøng caùc vaätlieäu naøy goàm: theùp, khuoân baèng epoxy hoaëc phuû epoxy, goã, thaïch cao, nhoâm, vaät lieäukeát hôïp (goã, kim loaïi…)

Theâm vaøo caùc vuøng nhöïa taïo hình treân ñoù, khuoân coøn caàn phaûi môû roäng theâmcaùc phaàn nhö maët bích, maët phaüng ñeå gaén maøng ñònh hình, caùc loã huùt chaân khoâng… ñoâikhi coøn caàn theâm caùc thieát bò gia nhieät beân trong.

Vieäc phaân boá caùc ñieåm huùt chaân khoâng nhaèm taïo ra söï loang ñeàu cuûa doøngnhöïa chaûy treân toaøn boä saûn phaåm. Vì doøng nhöïa chaûy theo caùc voøng troøn ñoàng taâm doñoù ñoâi luùc caàn phaûi hoã trôï baèng con laên cao su ñeå ñöa nhöïa ñeán caùc goùc xa cuûa saûnphaåm.

III.2 - Caùc boä phaän, vaät lieäu laøm kín khí

Nhö ñaõ moâ taû ôû treân, kyõ thuaät huùt chaân khoâng söû duïng moät maøng phuû kíntreân khuoân roài ruùt khí trong khuoân ra. AÙp suaát khí quyeån xung quanh eùp chaët khuoân


trong thôøi gian ñuû ñeå polymer hoùa. Ñeå cho quaù trình naøy coù hieäu quaû, quan troïng nhaátlaø chaân khoâng ñöôïc duy trì trong suoát quaù trình ñoùng raén. Ñeå ñaït tôùi ñieàu naøy raátnhieàu phöông phaùp ñöôïc söû duïng ñeå laøm kín maøng, baûo ñaûm khoâng cho khoâng khíxaâm nhaäp vaøo beân trong.

Thieát bò thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát seõ coù moät vaät lieäu laøm maët lieân keát giöõamaøng vaø khuoân. OÁng cao su ñöôïc söû duïng nhö ñöôøng huùt chaân khoâng coù theå ñöôïc ñaépbaèng daàu silicon taïi choã vaøo ñeå ñaûm baûo kín khí. Sau khi ñoùng raén xong, maøng ñöôïcloät ra khoûi khuoân vaø deã daøng laøm saïch.

Moät thuû thuaät thöù hai laø söû duïng gaén keát cô khí, taïi vò trí xung quanh khuoântaïo raõnh thöôøng coù kích thöôùc roäâng 1.2 cm saâu 1.2 cm. Sau khi ñaët maøng caån thaän ñeåtraùnh hieän töôïng caêng khoâng ñeàu, ñaët moät boä phaän laø oáng cao su coù ñöôøng kính ngoaøilaø 1.2 cm naèm leân treân raõnh (maøng naèm giöõa oáng vaø khuoân) vaø ñoùng chaët vaøo raõnh.

Nhieàu heä thoáng khaùc cuõng ñöôïc söû duïng goàm coù: huùt 2 maët, baêng nhaïy nhieätñaëc bieät duøng gia coâng taám phaúng moûng, ñoâi khi duøng caùc thanh goã ñaët leân treân maøngvaø keïp laïi baèng keïp chöõ C. Söï löïa choïn phöông phaùp raát roäng raõi vaø phuï thuoäc chuûyeáu vaøo kích thöôùc saûn phaåm, loaïi khuoân, soá saûn phaåm trong moät khuoân vaø moät soáñieàu kieän kinh teá. Muïc ñính chính laø laøm sao ñeå ruùt khí ra hoaøn toaøn.

III.3 - Caùc vaät lieäu ruùt trích khí.

Maøng ñeå caùch ly khuoân vôùi khoâng khí xung quanh trong quaù trình ruùt chaânkhoâng thöôøng baèng PVA, PVAc, hoaëc caùc maøng meàm deûo töông töï. Vieäc ruùt chaânkhoâng ñoàng thôøi vôùi taùc duïng neùn eùp cuûa khí quyeån beân ngoaøi khieán maøng eùp töï laømkín gaây caûn trôû cho doøng khoâng khí beân trong khoâng ñeán loã thoaùt ñöôïc. Keát quaû laølaøm cho tuùi bò ruùm laïi vaø taïi caùc vò trí naøy maøng khoâng eùp chaët ñöôïc saûn phaåm.

Ñeå haïn cheá taùc haïi naøy, moät lôùp trung gian ñaët giöõa lôùp vaät lieäu vaø maøng. Caùcvaät lieäu vaûi thoâ, löôùi, vaûi thuûy tinh deät thöa, mat thuûy tinh raát thích hôïp cho coâng vieäcnaøy. Chuùng ñöôïc xem nhö vaät lieäu ruùt khí vì cho pheùp khí ruùt trích ra qua chuùng vaøkhoâng cho maøng töï laøm kín.

Ñeå haïn cheá caùc vaät lieäu trích khí khoâng dính vaøo saûn phaåm, coù theå theâm moätlôùp maøng coù caùc loã giöõa saûn phaåm vaø vaät lieäu trích khí. Kyõ thuaät naøy cho pheùp thoaùtkhí vaø nhöïa thöøa, khoâng gaây khoù khaên cho vieäc laøm saïch sau khi ñoùng raén xong.Maøng naøy laøm cho vieäc taùch phuï lieäu khoûi khuoân moät caùch nheï nhaøng ít toán coâng.


Moät vaät lieäu khaùc ñöôïc söû duïng ñöôïc xem nhö “lôùp vaûi taùch”, ñoù laø lôùp vaûi deätdaøy khoaûng 0.01 – 0.02 mm ñöôïc phuû silicon hoaëc vaät lieäu khoâng dính khaùc, lôùp vaûitaùch thöôøng coù maøu (thöôøng maøu hoàng) ñeå giuùp deã nhaän khi tieán haønh laøm saïch.

III.4 - Vaät lieäu laøm maøng.

Ta coù theå löïa choïn raát nhieàu caùc vaät lieäu söû duïng laøm maøng ngaên khoâng khívôùi saûn phaåm. Thöôøng thì vieäc löïa choïn vaät lieäu naøo seõ tuaân theo tính kinh teá. Khi saûnxuaát soá löôïng lôùn ta choïn maøng coù theå söû duïng laïi nhieàu laàn coøn khi chæ saûn xuaát moätvaøi saûn phaåm ta choïn loaïi maøng reû tieàn nhaát.

Phöông phaùp gia coâng ñöôïc söû duïng cuõng quyeát ñònh vieäc choïn löïa maøng. Víduï: neáu saûn xuaát 1 saûn phaåm söû duïng phöông phaùp ñoùng raén baèng tia cöïc tím hoaëcaùnh saùng maët trôøi, khoâng caàn nhieät ñoä cao coù theå choïn vaät lieäu ñôn giaûn coøn neáu söûduïng nhieät ñoä cao hoaëc autoclave thì caàn loaïi maøng oån ñònh hôn.

Moät ñieåm caàn löu yù laø ñeå cho saûn phaåm ñöôïc ñeàu vaø coù chaát löôïng toát, thöôøngta phaûi quan saùt vaø trôï giuùp quy trình (ví duï nhöïa lan khoâng ñeàu, boït khí khoâng ruùtheát) baèng con laên. Vì vaäy ta phaûi choïn loaïi maøng trong suoát. Moät soá vaät lieäu trongsuoát thöôøng söû duïng: maøng cellophane, PVA, PVC, PET, PE…

Maøng Cellophane: töông ñoái reû, thích hôïp cho saûn phaåm phaúng ít cong. Tuynhieân chuùng deã raùch, khoâng chòu nhieät, khoâng phuø hôïp cho saûn phaåm coù ñöôøng congkeùp.

Maøng PVA: thöôøng daøy khoaûng 0.08mm, ñöôïc söû duïng cho nhieàu loaïi nhöïakhaùc nhau do reû tieàn, meàm deûo. Tuy nhieân chuùng laø vaät lieäu tan trong nöôùc neân khoângphuø hôïp vôùi nhöïa phenolic laø caùc nhöïa thoaùt hôi nöôùc khi ñoùng raén.

Maøng PVC: ñöôïc söû duïng vôùi ñoä daøy khoaûng 0.1 – 0.2 mm chuùng reû hônPVA nhöng coù khaû naêng öùc cheá vieäc ñoùng raén cuûa moät soá nhöïa.

Maøng PET: thöôøng ñöôïc söû duïng vôùi ñoä daøy 0.1 – 0.2 mm. Maøng naøy coùkhaû naêng chòu nhieät raát toát, taïo beà maët boùng ñeïp. Tuy nhieân giaù thaønh hieän nay quaùcao.

Maøng PE: söû duïng vôùi ñoä daøy khoaûng 0.2 mm. Maøng naøy coù giaù thaønh reûnhöng noù khoâng theå chòu ñöôïc nhieät ñoä toûa ra trong quaù trình ñoùng raén. Noù chæ coù theåsöû duïng cho saûn phaåm moûng vaø löôïng xuùc taùc duøng raát ít.


Khi söû duïng phöông phaùp ñoùng raén trong autoclave, maøng caàn ñöôïc laøm töø vaätlieäu chòu ñöïng toát hôn. Coù raát nhieàu loaïi laøm töø cao su toång hôïp ñöôïc söû duïng trongphöông phaùp naøy.

III.5 - Keïp vaø cô caáu keïp

Raát nhieàu thieát bò coù theå ñöôïc söû duïng ñeå keïp maøng vaøo khuoân khi khuoân coùcaáu truùc khoâng thích hôïp vôùi vieäc söû duïng past hay baêng dính. Khi saûn xuaát nhieàu caànphaûi caân nhaéc hieäu quaû kinh teá veà giaù thaønh vaø nhaân coâng. Caùc thieát bò naøy coù theå laøkhung saét hoaëc nhoâm vöøa vôùi chu vi cuûa khuoân, chuùng coù theå keïp baèng keïp chöõ C(caûo), keïp ñoøn khuyûu, keïp loø xo hoaëc vaøi loaïi töông töï. Chuùng coù theå gaén lieàn ñeå coùtheå keïp nhanh trong vaøi giaây. Baét ñaàu huùt chaân khoâng ngay khi keïp vaø laøm kín xong.

III.6 - Thieát bò huùt chaân khoâng

Nhö ñaõ giaûi thích maáu choát kyõ thuaät cuûa huùt chaân khoâng laø ruùt khí trong vuønggiöõa maøng vaø lôùp saûn phaåm, nhôø ñoù aùp suaát khí quyeån khoaûng 0.1MPa seõ taùc ñoängleân toaøn boä caùc vuøng treân maøng eùp chaët saûn phaåm trong suoát quaù trình ñoùng raén. Neáuruùt khoâng heát khí hoaëc bò thuûng, saûn phaåm seõ khoâng ñöôïc eùp chaët vaø khoâng coù chaátlöôïng toát. Neáu khuoân bò roø hoaëc maùy huùt chaân khoâng khoâng phuø hôïp ñeàu gaây taùc haïikeå treân. Boû qua vieäc roø ræ cuûa khuoân vì coù theå töï khaéc phuïc söûa chöõa ta phaûi löïa choïnmaùy huùt chaân khoâng cho phuø hôïp.

Vieäc löïa choïn maùy huùt chaân khoâng tuøy thuoäc vaøo kích thöôùc vaø khaû naêng cuûamaùy. Maùy phaûi ñuû söùc taïo ñöôïc aùp suaát chaân khoâng toái thieåu laø 635 mm thuûy ngaân.AÙp löïc beân ngoaøi eùp vaøo seõ khoaûng 0.08 MPa. Maùy huùt cuõng phaûi ñuû lôùn ñeå ñaùp öùngñöôïc cho soá khuoân caàn vaän haønh ñoàng thôøi.

Taïi ñieåm noái giöõa ñöôøng huùt vôùi khuoân caàn phaûi ñaët moät baãy nhöïa ñeå nhöïa dökhoâng huùt vaøo maùy bôm.

Caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa maùy huùt chaân khoâng:

o Nhaõn hieäu : BECKERo Nöôùc saûn xuaát : Ñöùco Vaän toác : 1420 voøng/phuùto Coâng suaát : 2.2 KWo Löu löôïng : 100m3/giôø


III.7 - Loø saáy

Phaàn lôùn caùc saûn phaåm ñeàu caàn thôøi gian raát laâu môùi coù theå thaùo khuoân cuõngnhö ñeå coù caùc tính chaát toát nhaát phaûi ñeå uû saûn phaåm ôû nhieät ñoä 90 – 100oC. Ñeå giuùpcho saûn phaåm polymer hoùa toát, quy trình tieán haønh nhanh choùng hôn ñeå giaûi phoùngkhuoân nhanh (aûnh höôûng ñeán tính kinh teá cuûa saûn phaåm ) nguôøi ta söû duïng caùc loø saáy.Phaàn lôùn caùc loø saáy naøy söû duïng gas ñeå ñoát noùng cho reû tieàn. Tuy nhieân, trong moät soátröôøng hôïp, nguôøi ta duøng ñieän neáu nhö giaù thaønh cho pheùp vì loø saáy duøng ñieän coùnhieät ñoä oån ñònh, deã ñieàu chænh hôn vaø taïo chaát löôïng ñoâng ñeàu.

Loø saáy phaûi ñuû roäng ñeå ñaët khuoân maø khoâng laøm caûn trôû söï löu thoâng cuûakhoâng khí noùng. Phaûi chöøa choã cho nguôøi di chuyeån (ñeå khuoân vaøo, laáy khuoân ra), caùcñöôøng oáng ruùt chaân khoâng, ñöôøng daãn nhieân lieäu, naêng löôïng… vaø phaûi coù söï phaân boánhieät ñeàu. Trong tröôøng hôïp saûn phaåm lôùn coù theå söû duïng maùy saáy ñeå ruùt ngaén thôøigian ñoùng raén, nhöng nhieät ñoä phaûi phuø hôïp khoaûng 60 – 70oC ñeå khoâng laøm bieándaïng maøng phuû ngoaøi.

III.8 - Caùc duïng cuï khaùc

Ngoaøi caùc duïng cuï, vaät lieäu keå treân coøn caàn moät soá duïng cuï nhoû ñeå giuùp chovieäc vaän haønh nhanh choùng vaø coù lôïi hôn. Caùc coâng cuï naøy goàm caùc coâng cuï caàm tayvaø caùc thieát bò phuï trôï.

Con laên: Baèng cao su hoaëc kim loaïi duøng ñeå laên nhöïa dö töø trung taâm veàphía ñöôøng huùt vaø baãy khí.

Maùy saáy caàm tay: söû duïng trong tröôøng hôïp muoán ruùt ngaén thôøi gian giacoâng treân saûn phaåm lôùn.

Caùc coâng cuï xöû lyù saûn phaåm: dao, luôõi caïo, cöa, maùy maøi, khoan….

Bình ñöïng an toaøn: ñeå ñöïng MEKP, acetone, chlorua methyl, styren vaø caùcdung moâi höõu cô, giaáy, khaên, vaûi khoâ ñeå laøm veä sinh.

IV - QUY TRÌNH THAO TAÙC

1. Kieåm tra khuoân saïch seõ, coù bò thuûng maøng khoâng: Khuoân phaûi ñöôïc kieåmtra thöôøng xuyeân ñeå traùnh caùc tröôøng hôïp beà maët khuoân bò nöùt, roã … caùc ñaàu noái huùtchaân khoâng bò roø ræ.


2. Thoa kyõ chaát roùc khuoân: Söû duïng chaát roùc khuoân wax, PVAc. Ñaây laø quytrình raát quan troïng trong nhöõng laàn ñaàu tieân caàn phaûi ñaùnh chaát khuoân nhieàu laàn ñeåtraùnh tröôøng hôïp saûn phaåm sau khi ñoùng raén bò baùm dính vaøo khuoân gaây hoûng khuoânvaø saûn phaåm

3. Traûi sôïi gia cöôøng: Sôïi ñöôïc ñònh löôïng saün vaø caét theo hình daùng khuoânñeå coù theå ñaët vaøo khuoân vaø khoâng bò quaù dö. Caàn phaûi caét sôïi beân ngoaøi khuoân ñeåtraùnh tröôøng hôïp dao caét laøm hö beà maët khuoân.

4. Traûi lôùp löôùi trích khí.

5. Kieåm tra chuøi saïch caùc chaát thaùo khuoân quanh luôùi trích khí, ñaép lôùp gaénkín maøng (cao su baêng, ñeäm) quanh khuoân, treân vuøng vöøa laøm saïch. Kieåm trakyõ, caùc loã huùt khí phaûi hoaøn toaøn thoâng.

6. Traûi lôùp maøng qua toaøn boä caùc phaàn vöøa laép ñaët.

7. Kieåm tra xem ñaõ hoaøn toaøn kín chöa, keïp chaët maøng laïi

8. Môû van huùt chaân khoâng. Kieåm tra laàn cuoái xem khí coù bò roø ræ hay khoâng

9. Môû van cho nhöïa vaøo töø töø vaø giöõ laïi moät ít nhöïa treân ñaàu van

10. Duøng con laên giuùp cho nhöïa töø giöõa phaân boá ñeàu veà phía caùc loã huùt.

11. Quan saùt doøng chaûy ñeå ñieàu chænh aùp suaát chaân khoâng phuø hôïp nhaèmtraùnh hieän töôïng maát nhöïa nhieàu qua caùc loã huùt hoaëc nhöïa khoâng thaám vaøocaùc goùc xa do aùp suaát chaân khoâng thaáp.

12. Kieåm tra laïi caùc ñieåm tieáp xuùc vaø beà maët cuûa maøng, coù nhaên hay thuûngkhoâng, neáu coù loã thuûng chuøi saïch vaø söûa chöõa ngay baèng caùch daùn baêng keonhaïy suaát. Sau khi xong seõ thay ngay.

13. Chôø cho saûn phaåm ñoùng raén. Coù theå ñaët trong loø saáy, phôi naéng hoaëcduøng maùy saáy ñeå ñoùng raén nhanh hôn.

14. Sau khi saûn phaåm ñoùng raén, thaùo maøng, thaùo saûn phaåm vaø caùc phuï kieän.Laøm saïch khuoân caån thaän cho saûn phaåm sau.

Treân ñaây laø quy trình huùt chaân khoâng ôû nhieät ñoä bình thöôøng. Neáu söû duïng caùcphöông phaùp khaùc nhö: ñoùng raén baèng tia cöïc tím, ñoùng raén trong autoclave… thì quytrình seõ coù theå ñöôïc thay ñoåi cho phuø hôïp hôn.


Kyõ thuaät duøng chaân khoâng ñeå taêng ñoä ñoàng nhaát cuûa saûn phaåm

V. Tính chaát cô lyù cuûa saûn phaåm töø coâng ngheä huùt chaân khoâng

Tính chaát Sôïi mat Sôïi daïng vaûi deät

Tæ troïng 1.2 – 2.7 1.6 – 2.0

Ñoä beàn keùo (psi) 10.000 – 20.000 30.000 – 70.000

Modun keùo (psi) 0.9x106 – 2x 106 1.5x106 – 6x106

Ñoä beàn uoán 20.000 – 40.000 45.000 – 75.000

Modun uoán (psi) 1.2x106 – 1.8x106 2x106 – 5x106

Ñoä beàn neùn (psi) 15.000 – 30.000 30.000 -60.000

Ñoä beàn va ñaäp (ft.lb/in) 5 - 25 10 - 30

Ñoä cöùng Barcol 40 - 80 45 - 85

Haøm löôïng sôïi (%) 30 - 50 45 - 60


CHÖÔNG 5: CAÙC COÂNG THÖÙC TÍNH TOAÙN DÖÏ ÑOAÙN

MOÄT SOÁ TÍNH CHAÁT CÔ HOÏC CUÛA VAÄT LIEÄU COMPOSITE

BAÛNG 1 – TYÛ SOÁ POISSON

Taám composite polyester - sôïi thuûy tinh daïng mat: 0.32

Nhöïa epoxy 0.35

BAÛNG 2 – TÍNH CHAÁT CUÛA SÔÏI GIA CÖÔØNG

Caùc loaïi sôïi gia cöôøng Tyû troïng(kg/m3)

Ñoä beàn keùo tôùi haïn(GNm-2)

Modulus (ER)(GNm-2)

Sôïi Thuûy tinh loaïi E 2540 2 70

Sôïi Carbon- Ñoä beàn keùo cao

- Ñoä beàn modulus cao18101860

3.42.6

240345

Sôïi Aramid (höõu cô) 1450 2.7 130

SôïiAmiang 2500 3 160

Sôïi Boron 2650 3.5 420


MOÄT SOÁ COÂNG THÖÙC TÍNH TOAÙN DÖÏ ÑOAÙNTÍNH CHAÁT CÔ HOÏC SAÛN PHAÅM COMPOSITE

I. COMPOSITE ÑOÀNG HÖÔÙNG (CHO BEÀ MAËT CHÒU KEÙO VAØ CHÒU NEÙN EÙP)

1. Tính modulus:

1.1. Theo höôùng chieàu daøi cuûa sôïi thuûy tinh:

RRRRRcVEVEkVEVkEE 1..

1(1)

ER: Ñoä beàn modulus cuûa sôïi thuûy tinh E.VR: Phaân theå tích cuûa sôïi gia cöôøng.V : Phaân theå tích cuûa neàn nhöïa.k: haèng soá, tuøy thuoäc vaøo composite vôùi daïng sôïi thuûy tinh söû duïng, coù caùc trò soá:

k = 1: composite coù sôïi theo moät höôùngk = 0.5: composite coù sôïi roving deät theo hai höôùngk = 0.375: composite coù sôïi ngaãu nhieân theo hai höôùngk = 0.2: composite coù sôïi ngaãu nhieân theo ba höôùng

1.2. Theo höôùng thaúng goùc vôùi sôïi thuûy tinh :

)(..

RRR

Rc VEVE

EEE

12 (2)

2. Tyû soá poisson :

2.1. Tyû soá poisson cuûa vaät lieäu composite doïc theo höôùng sôïi (chieàu daøi)

RRRc VV 11 . (3)

R : tyû soá Poisson cuûa sôïi vaø laø trò soá Poisson cuûa neàn nhöïa.

2.2. Tyû soá Poisson cuûa vaät lieäu composite theo höôùng thaúng goùc vôùi höôùng sôïi thuûytinh (chieàu ngöôïc vôùi chieàu theo höôùng sôïi)

1

2

12

c

c

cc EE

(4)


3. Ñoä beàn :

3.1. Ñoä beàn keùo:

Ñoä beàn keùo composite doïc theo chieàu daøi sôïi:

RRRT VVX 11 . (5)

Trong ñoù :

R : ÖÙng suaát luùc gaõy sôïi ôû ñoä daõn khoaûng 2% : ÖÙng suaát luùc gaõy cuûa neàn nhöïa ôû ñoä daõn 2%

Ñoä beàn keùo composite theo höôùng thaúng goùc vôùi höôùng sôïi (höôùng ngöôïc laïi)

XT 2 = (1 – VR ) x Ñoä beàn keùo tôùi haïn cuûa neàn nhöïa (6)

3.2. Ñoä beàn neùn eùp :

Ñoä beàn neùn eùp cuûa composite doïc theo chieàu daøi sôïi:

Xc 1 = R VR (7)

Trong ñoù :

R : ÖÙng suaát neùn eùp cuûa sôïi luùc gaõy, öùng suaát naøy trong thöïc teá gia coâng saûnphaåm composite nhöïa nhieät raén khi ñoä daûn ñaït 1.2% .

Ñoä beàn neùn eùp theo chieàu thaúng goùc vôùi höôùng sôïi (chieàu ngöôïc laïi), chính laøñoä beàn neùn eùp cuûa neàn nhöïa Xc 2.

4. Ñoä beàn cöùng vöõng (modulus cuûa ñoä cöùng)

Modulus tröôït (hay ñoä beàn cöùng vöõng) theo höôùng sôïi cho bôûi coâng thöùc:

Gc 1 = GR G / [G V + GR (1 – VR )] (8)

Trong ñoù : GR: modulus tröôït cuûa sôïi

G : modulus tröôït cuûa neàn nhöïa.

Vôùi caùc saûn phaåm composite hình thanh, hoäp, oáng…., aùp duïng coâng thöùc:

12EG (9)


II. COMPOSITE SÔÏI PHAÂN BOÁ NGAÃU NHIEÂN HAI HÖÔÙNG:

Giaû söû 50% sôïi phaân boá theo chieàu doïc vaø 50 % phaân boá theo chieàu thaúng goùc vôùichieàu doïc.

1. Modulus composite cho bôûi coâng thöùc:

21

2RRR

cVEVEE .

(10)

2. Tyû soá Poisson cuûa composite :

21

2RR

RcVV. (11)

3. Ñoä beàn neùn eùp vaø ñoä beàn keùo:

21

2RR

RCTVVXX ., (12)

4. Ñoä beàn cöùng vöõng (Modulus cuûa ñoä cöùng)

c

cEG12 (13)


PHAÀN II:

COÂNG NGHEÄ LAØM KHUOÂN


I. PHAÂN LOAÏI KHUOÂN

- Theo caùch laáy khuoân: khuoân ñôn, khuoân nhieàu maûnh.- Theo yeâu caàu saûn phaåm: khuoân moät maët laùng hay hai maët laùng.- Theo hình daïng khuoân: khuoân ñöïc vaø khuoân caùi.

I.1. Theo caùch laáy khuoân

I.1.1. Khuoân ñôn

Söû duïng khuoân ñôn khi saûn phaåm coù hình daïng deã thaùo khuoân, thaùo khuoân docoù ñoä nghieâng töï nhieân. Ví duï khuoân ñôn cho saûn phaåm moät maët laùng hình noùn, hoaëcsaûn phaåm moät maët laùng daïng taám phaúng.

I.1.2. Khuoân nhieàu maûnh

Trong moät soá tröôøng hôïp, hình daïng cuûa saûn phaåm coù theå ñoøi hoûi khuoân nhieàumaûnh ñeå coù theå taùch khuoân ra khoûi moâ hình saûn phaåm khi cheùp khuoân vaø thaùo saûnphaåm ra töø khuoân sau naøy. Caàn xem xeùt kyõ vieäc döï kieán caùc phaàn cuûa khuoân. Vì phaûithaùo caùc chi tieát cuûa khuoân ra neân phaûi ñaûm baûo goùc cuûa caùc chi tieát khoâng lôùn hôn90o, nghóa laø vò trí môû khuoân laø phaàn roäng nhaát cuûa khuoân.

I.2. Theo yeâu caàu saûn phaåm

I.2.1. Khuoân moät maët laùng

Khi saûn phaåm khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân töï nhieân, yeâu caàu moät maëtlaùng: khuoân seõ goàm nhieàu maûnh khuoân gheùp laïi, coù theå töø 2 ñeán 6 maûnh. Ví duï saûnphaåm daïng caùnh quaït, oáng hình truï roãng…

I.2.2. Khuoân 2 maët laùng

Saûn phaåm coù ñoä thoaùt khuoân töï nhieân vaø ñoøi hoûi hai maët laùng, yeâu caàu khuoâncaàn daïng hai maûnh.

I.3. Theo hình daïng khuoân

I.3.1. Khuoân ñöïc

Khuoân caùi vaø khuoân ñöïc laø hai loaïi khuoân cô baûn, tuy nhieân chuùng laïi khaùcnhau ñaùng keå veà caùch laáy saûn phaåm. Vôùi khuoân ñöïc thì gia coâng nhanh hôn, ít toánkeùm hôn baèng caùch baét chöôùc hình daïng cuûa saûn phaåm caàn taïo hình baèng caùch phuûleân beà maët ngoaøi cuûa khuoân. Caùch laøm naøy thaät söï nhanh hôn, saûn phaåm laáy ra thöôøngcoù beà maët ngoaøi goà gheà caàn phaûi xöû lyù raát kyõ.


Vôùi khuoân ñöïc, chuù yù laø phaûi laøm khuoân nhoû ñi moät chuùt so vôùi kích thöôùc thaätcuûa saûn phaåm ñeå saûn phaåm laø ra seõ ñaït kích thöôùc mong muoán vì saûn phaåm seõ bò congoùt trong quaù trình ñaép. Khuoân ñöïc thöôøng duøng cho saûn xuaát nhoû töø 5-10 saûn phaåm.Neáu saûn xuaát nhieàu hôn thì duøng khuoân caùi seõ tieát kieäm thôøi gian nhöng chi phí khuoâncao hôn.

I.3.2. Khuoân caùi

Khuoân caùi thöôøng coù chi phí cao hôn, thöôøng ñöôïc duøng khi saûn xuaát ñaïi traø.Thôøi gian hoaøn taát saûn phaåm seõ giaûm ñaùng keå do moãi saûn phaåm ñöôïc eùp vôùi beà maëtkhuoân trôn laùng. Khuoân caùi coù theå duøng gia coâng saûn phaåm coù loõi vì lôùp beân ngoaøicuûa saûn phaåm luùc naøo cuõng trôn, laùng khoâng quan taâm ñeán söï khoâng ñoàng nhaát cuûacaùc loõi beân trong. Moãi loaïi khuoân coù theå duøng cho thoåi chaân khoâng, nhöng khuoân caùithöôøng deã haøn maø vaãn ñaûm baûo tính chaát beà maët toát. Khuoân caùi duøng khi caàn saûn xuaátlôùn hôn 5-10 saûn phaåm vôùi yeâu caàu beà maët trôn laùng.

I.3.3. Khuoân keát hôïp (khuoân neùn)

Baèng caùch söû duïng caû daïng khuoân aâm vaø döông, ngöôøi ta thöïc hieän khuoân neùn.Vôùi khuoân neùn, vieäc hôïp khuoân raát quan troïng khi saûn xuaát caùc phaàn chính xaùc. Caùckhuoân naøy thöôøng ñöôïc queùt nhöïa vaø gia cöôøng tröôùc khi ñoùng chaët laïi. Nhöïa dö ñöôïceùp heát ra, laøm giaûm caùc choã troáng, saûn phaåm seõ boùng laùng ôû caû hai maët. Khuoân neùncoù theå bieán ñoåi ñeå duøng bôm hoaëc phun nhöïa vaøo khuoân.

II. LÖÏA CHOÏN PHÖÔNG PHAÙP VAØ VAÄT LIEÄU LAØM KHUOÂN

II.1. Löïa choïn phöông phaùp

Tröôùc khi thieát keá khuoân, phaûi xem xeùt möùc ñoä yeâu caàu cuûa noù. Vieäc thieát keáphaûi caân baèng caùc yeáu toá nhö tính chaát cuûa khuoân, chi phí vaø thôøi gian cheá taïo khuoân.Vieäc caân nhaéc naøy seõ laøm giaûm caùc phaùt sinh coù theå coù ñoái vôùi keát quaû cuoái cuøng.

Khi löïa choïn vaät lieäu vaø phöông phaùp laøm khuoân, caàn phaûi xem xeùt caùc yeáu toánhö chieàu daøi cuûa boä khuoân vaø chaát löôïng beà maët khuoân mong muoán. Thôøi gian vaølöôïng vaät lieäu roùt vaøo khuoân luùc baét ñaàu seõ quyeát ñònh laø caàn laøm maáy phaàn vaø chaátlöôïng cuûa caùc phaàn naøy. Moät soá yeáu toá caàn xem xeùt nöõa nhö vieäc gaén theâm caùc thieátkeá phuï hoã trôï ñeå gia coâng nhö huùt chaân khoâng, eùp neùn. Vôùi khuoân coù caïnh lôùn thì vieäcgaén theâm phaàn phuï naøy seõ deã daøng hôn. Vôùi khuoân phöùc taïp coù nhieàu maûnh ñoøi hoûiphaûi thaúng haøng, caàn baét choát doïc theo caïnh khuoân vaø phaûi chuù yù vieäc khuoân seõ ñöôïc


giöõ nhö theá naøo trong luùc söû duïng; hoaëc söû duïng moät caáu truùc daïng khay ñöïng tröùng(egg-crate structure) ñeå hoã trôï vaø deã ñieàu khieån.

Caùch thaùo saûn phaåm khoûi khuoân cuõng coù aûnh höôûng ñeán vieäc thieát keá vaø cheátaïo khuoân. Yeáu toá ñaàu tieân laø goùc laáy khuoân, laø goùc taïo ra giöõa moät caïnh cuûa khuoânvôùi neàn cuûa noù. Moät khuoân coù goùc laáy khuoân baèng khoâng nghóa laø caùc caïnh cuûa noùvuoâng goùc vôùi ñaùy. Vôùi khuoân coù goùc laáy khuoân döông, nghóa laø caùc caïnh roäng ra ôûphía treân hôn laø phía döôùi ñaùy (hình thang ngöôïc), ñieàu naøy seõ giuùp cho vieäc laáykhuoân deã daøng hôn. Vôùi goùc laáy khuoân aâm (daïng hình thang), vieäc laáy khuoân seõ gaëpnhieàu khoù khaên. Caùc hình daïng caàn laáy vôùi goùc khuoân aâm thì phaûi laøm khuoân nhieàumaûnh, luùc naøy moãi maûnh coù goùc laáy khuoân döông ñeå deã thaùo khuoân, cho duø khi keáthôïp laïi chuùng laïi laø daïng laáy khuoân aâm.

Ñieåm maø caùc maûnh khuoân gheùp laïi vôùi nhau ñöôïc goïi ñöôøng gheùp khuoân, ñoù laøñöôøng thaúng hay maët phaúng töôûng töôïng chia goùc laáy khuoân aâm thaønh hai goùc döông.Khuoân coù theå coù nhieàu ñöôøng gheùp khuoân tuøy theo yeâu caàu.

Ñöôøng phaân khuoân thöôøng chaïy doïc theo caïnh daøi nhaát hay roäng nhaát cuûa maãu.Khi ñònh vò ñöôøng naøy, coù theå veõ thöû baèng buùt daï cho ñeán khi thaáy vöøa yù hoaëc coù theåxem ñöôøng haøn khuoân treân caùc maãu ñoà chôi treû em ñeå baét chöôùc.

Baèng caùch naøy, ta chia khuoân thaønh töøng ñoaïn trong quaù trình cheùp. Gioáng nhömaãu, caùc phaàn be ñöôïc laøm baèng vaät lieäu ít toán keùm maø vaãn coù theå hoã trôï quaù trìnhñoùng raén sau naøy. Ñaát seùt, goã, vaùn, taám kim loaïi moûng hay giaáy cöùng… ñeàu coù theåduøng laøm be ñöôïc. Vôùi maãu coù hình ñoái xöùng ñôn giaûn, hình daïng cuûa be seõ ñöôïc laømbaèng goã vaø daùn laïi baèng ñaát seùt. Vôùi maãu phöùc taïp, coù theå duøng vaùn moûng hay taámcarton ñeå laøm, duøng keùo ñeå caét caùc ñöôøng vieàn cuûa caùi be tröùôc sau ñoù daùn laïi.

Saûn phaåm vaø khuoân lôùn thì khoù laáy khuoân, ngay caû khi caùc meùp, rìa cuûa chuùngñaõ ñöôïc taùch ra. Söï dính nheï giöõa khuoân vaø saûn phaåm ôû caùc vuøng roäng vaø phaúng goùpphaàn laøm khoù laáy khuoân. Trong tröôøng hôïp naøy, ñeå laáy khuoân deã, ngöôøi ta khoan loãxuyeân qua khuoân vaø gaén choát khí vaøo phía sau, duøng ñaát seùt hoaëc keo daùn kín laïi ñeånhöïa khoâng vaøo laøm bít loã trong quaù trình gia coâng. Caån thaän vì khí neùn raát nguy hieåmcoù theå laøm nöùt hoaëc beå khuoân. Duøng aùp suaát thaáp ñeå hoã trôï thaùo khuoân. Sau khi laáykhuoân xong, nhôù taét khí neùn. Neân ñeå caùc choát ôû nhöõng vò trí seõ bò caét boû sau khi laáykhoûi khuoân. Baèng caùch naøy, ôû nhöõng choã daùn seõ khoâng caàn phaûi maøi vaø ñaùnh boùng.

Trong vieäc löïa choïn nhöïa vaø sôïi, phaûi xem vaán ñeà laø cheá taïo khuoân hay toáithieåu chi phí. Gaàn nhö taát caû caùc vaät lieäu composite coù theå duøng laøm khuoân. Vôùi


nhieàu saûn phaåm, khuoân laøm töø polyester ña duïng vaø sôïi mat thuyû tinh loaïi 1.5oz/sq.ftcaét ngaén seõ cho keát quaû toát. Ñeå laøm giaûm bieán daïng, coù theå duøng nhöïa loaïiisophthalic. Gelcoat loaïi toát duøng laøm khuoân ñöôïc phun vôùi beà daày chính xaùc seõ chobeà maët khuoân toát. Duøng gelcoat thöôøng khi saûn phaåm khoâng coù yeâu caàu cao veà beà maëthoaëc khi löôïng saûn xuaát nhoû.

Moät soá saûn phaåm ñoøi hoûi khuoân coù ñoä cöùng cao ñeå coù kích thöùôc chính xaùchoaëc ñeå söû duïng laâu. Vôùi yeâu caàu naøy, duøng epoxy ñeå phuû vaø queùt vì loaïi nhöïa naøy ítco ngoùt. Khoâng söû duïng mat vôùi epoxy vì chuùng khoâng töông hôïp. Coù theå söû duïng sôïithuûy tinh daïng vaûi deät, cô tính cao hoaëc duøng sôïi carbon cho khuoân caàn ñoä cöùng cao.

II.2. Vaät lieäu laøm khuoân

II.2.1. Thaïch cao

Thaïch cao laø loaïi phoå bieán vaø reû tieàn duøng ñeå taïo maãu vaø laøm khuoân. Coù nhieàuloaïi thaïch cao chòu löïc coù theå ñaùp öùng yeâu caàu luùc laøm khuoân vaø gia coâng. Ngöôøi tacoù theå taêng ñoä cöùng cuûa chuùng baèng caùch duøng sôïi gia cöôøng. Ngoaøi ra, coù theå duøngkhung vaø neàn kim loaïi ñeå laøm giaù ñôõ vì loaïi naøy cho ñoä cöùng, oån ñònh kích thöôùc,khaùng aåm cho thaïch cao.

Coù nhieàu phöông phaùp laøm khuoân nhöng phöông phaùp khuoân taám moûng ñöôïcsöû duïng nhieàu. Trong phöông phaùp naøy, caùc maãu khuoân ñöôïc gheùp laïi vaø gaén chaécvaøo neàn. Kim loaïi, caùc vaät lieäu gia cöôøng, hoaëc ñoän ñöôïc ñaët giöõa caùc taám khuoân môû.Sau ñoù, laùng hoãn hôïp thaïch cao leân caùc taám maãu, laùng nhieàu lôùp cho ñeán khi ñöôøngmeùp cuûa maãu ñaït yeâu caàu. (hình 5.7)

Khuoân ñöïc vaø khuoân caùi coù theå ñöôïc cheùp töø moät moâ hình saûn phaåm. Hoããn hôïpñöôïc roùt vaøo moät goùc cuûa khung chaén ñeå giaûm thieåu löôïng boït khí hoaëc caùc loã troáng,khi hoãn hôïp thaïch cao chaûy phuû kín moâ hình. Rung moâ hình khuoân ñeå ñaûm baûo saocheùp ñaày ñuû, chính xaùc caùc chi tieát.

Moâ hình saûn phaåm thuû coâng ñöôïc laøm baèng caùch traùng lôùp thaïch cao leân maãusaûn phaåm ñaát seùt, saùp, goã hay khung kim loaïi. Coù theå duøng ñaù ñeå taïo hình chung toångquaùt. Sau khi ñaõ phuû lôùp thaïch cao beân ngoaøi, lôùp ñaù ñöôïc laáy ñi vaø thay vaøo ñoù baèngnhöïa gia cöôøng hoaëc khung kim loaïi (xem hình 5.8), loaïi naøy söû duïng raát hieäu quaû.

Khuoân kín hoaëc khuoân hai maûnh ñöôïc laøm baèng caùch ñoå khuoân theo nöûa phaàntreân vaø nöûa phaàn döôùi cuûa maãu, sau ñoù xöû lyù töøng maûnh.


II.2.2. Vaät lieäu polymer

Polymer (nhöïa hay elastomers) ñöôïc duøng nhö vaät lieäu laøm khuoân, khoâng chæduøng cho khuoân roãng maø coøn söû duïng laøm moâ hình saûn phaåm, khuoân chuyeån, loõi,khuoân taám, khuoân keùo, ñoà gaù laép, maãu thöû…

Khuoân polymer coù nhieàu thuaän lôïi nhö giaûm chi phí, khaùng hoùa chaát, tieát kieämthôøi gian, khoái löôïng thaáp, ít söû duïng maùy moùc.

Polymer coù ñoä oån ñònh, ñoä co ngoùt toát, tuy nhieân chuùng caàn coù kyõ thuaät giacoâng ñaëc bieät. Coù theå duøng vôùi gia cöôøng hoaëc ñoän cho caùc loaïi nhöïa nhö epoxy,phenolic, polyester, polyurethane, polyamide, silicone, acrylic, polyimide. Nhoâm vaøtheùp laø loaïi ñoän thoâng duïng nhaát duøng taêng cöôøng ñoä daãn nhieät, tính gia coâng treânmaùy, ñoä beàn vaø nhieät ñoä laøm vieäc.

Caùc khuoân epoxy gia cöôøng coù chieàu daøi lôùn hôn 30m ñöôïc duøng trong saûn xuaátthaân taøu thuûy. Sau khi xöû lyù beà maët khuoân vôùi chaát choáng dính vaø gelcoat, gia coângtheo phöông phaùp ñaép tay vaø suùng phun. Caùc khuoân lôùn naøy thuoäc daïng ngöôïc (laùngngoaøi), thöôøng phaûi coù khung vaø neàn hoã trôï. Khuoân phaûi coù khaû naêng chòu ñöôïc nhieätñoä ñoùng raén khoaûng 200oC.

Khuoân keát hôïp thöôøng duøng cho loaïi ñònh daïng saün, BMC, SMC. Taám vaø caáutruùc sandwich cuõng ñöôïc laøm theo caùch naøy. Xem hình minh hoïa 5.12.

Phaàn lôùn caùc chi tieát composite ñöôïc saûn xuaát baèng elastomer hoaëc nhöïa theophöông phaùp khuoân ngöôïc. Elastomer (chuû yeáu silicone vaø PU) coù khaû naêng ñoå khuoânchính xaùc, meàm deûo vaø thaùo khuoân raát toát. Vaät lieäu polymer coù theå ñoå khuoân, nhuùng,hoaëc queùt leân goã, thaïch cao, kim loaïi hoaëc nhöïa. Duøng chaân khoâng ñeå laáy boït khítrong hoãn hôïp elastomer. Lôùp ñoùng raén sau ñoù ñöôïc laáy ra baèng nhieàu caùch khaùcnhau. Xoáp vaø taám toå ong duøng taêng ñoä cöùng, nheï cho caùc khuoân lôùn. Ngaønh noäi thaátduøng silicone vaø PU ñeå cheùp caùc thieát keá goã. Yeâu caàu laø chuùng phaûi deã thaùo khuoân vaøgiöõ ñöôïc ñoä meàm deûo ñeå söû duïng laïi.

Khuoân polymer cho ñoä chính xaùc khi cheùp khuoân raát cao. khuoân composite coùñoä beàn, cöùng, nheï ñoái vôùi caùc thieát keá lôùn. Polymer cuõng ñöôïc duøng ñeå ñoå khuoân coùloõi thaïch cao, saùp vaø söù.

II.2.3. Khuoân goã

Tröôùc ñaây, ngöôøi ta söû duïng khuoân goã nhieàu ñoái vôùi khuoân chính, khung ñôõ,khuoân ñònh hình, saûn xuaát theo phöông phaùp queùt, nhöng hieän nay, chuùng ñöôïc thay


baèng khuoân composite. Ngöôøi ta phuû lôùp kim loaïi hay lôùp polymer ñeå caûi thieän beàmaët saûn phaåm vaø khaû naêng ñuùc khuoân.

II.2.4. Kim loaïi

Kim lo i laø vaät lieäu caàn thieát trong cheá taïo khuoân composite, nhaát laø caùc khuoânyeâu caàu saûn xuaát laâu daøi, beàn, chaéc. Khuoân kim loaïi daãn nhieät cao neân deã daøng gianhieät vaø giaûi nhieät cho khuoân trong quaù trình gia coâng. Noù cuõng chòu ñöôïc khaû naêngmaøi moøn cao, vì vaäy coù theå söû duïng khuoân naøy ñeå saûn xuaát lieân tuïc maø vaãn ñaûm baûokích thöôùc saûn phaåm. Caùc kim loaïi thöôøng duøng trong saûn xuaát khuoân laø nhoâm (Al),ñoàng (Cu), keõm (Zn), theùp…

Baûng tính chaát nhieät cuûa moät soá vaät lieäu kim loaïi

Tính chaát Be Mg Al Ti Fe Cu

Nhieät ñoä chaûy (oC)

Heä soá daãn nhieät (W/m.K)

Heä soá giaõn nôû nhieät ( m / m / oC)

Nhieät dung rieâng (J/kg.K)

1277

146

0.29

1883

650

153

0.68

1046

660

222

0.59

900

1668

171

0.21

519

1536

75

0.30

460

1083

393

0.41

385

II.2.4.1. Nhoâm (Aluminum)

Nhoâm coù heä soá giaõn nôû nhieät töông töï nhö vaät lieäu composit daïng taám moûng vaøgaáp khoaûng 2 laàn so vôùi theùp. Khuoân nhoâm deã bò aên moøn hoùa hoïc khi söû duïng vôùiPVC vaø moät soá chaát taïo xoáp. Nhoâm laø kim loaïi meàm deûo, ñoä cöùng khoâng cao, do ñoùtrong moät soá tröôøng hôïp caàn ñoä beàn vaø ñoä cöùng cao nguôøi ta thay nhoâm baèng theùp.Ngoaøi ra, nhoâm coù theå hôïp kim hoùa vôùi moät soá kim loaïi khaùc taïo thaønh AlZnMgCu coùheä soá daãn nhieät lôùn gaáp 4 laàn so vôùi theùp vaø coù tyû troïng khoaûng 2.75.

Khuoân nhoâm thöôøng ñöôïc söû duïng trong khuoân thoåi, khuoân nhieät ñònh hình,khuoân maãu,…

II.2.4.2. Ñoàng (Copper)

Hôïp kim ñoàng coù theå söû duïng thay theá nhoâm, caùc loaïi nhö ñoàng-niken, ñoàng-beri ñöôïc söû duïng chuû yeáu trong khuoân thoåi. Maëc duø coù ñoä cöùng cao hôn nhieàu so vôùinhoâm nhöng hôïp kim ñoàng vaãn khoâng ñuû ñoä beàn vaø khaû naêng chòu maøi moøn nhö theùpñoái vôùi caùc khuoân saûn xuaát laâu daøi trong eùp phun vaät lieäu composite.


II.2.4.3. Keõm (Zinc)

Hôïp kim keõm vôùi ñoàng, nhoâm, magieâ ñöôïc duøng phoå bieán ñeå saûn xuaát caùckhuoân söû duïng trong thôøi gian ngaén. Loaïi naøy meàm, deã uoán vaø caùc goùc caïnh phaûiñöôïc baûo veä baèng caùch cheøn vaät vaøo ñeå traùnh öùng suaát taâïp trung. Tính chaát cô hoïc cuûahôïp kim keõm seõ giaûm nhieàu ôû nhieät ñoä khoaûng 100oC. Vì tính chaát deã gia coâng, deãlaøm khuoân neân hôïp kim keõm laø vaät lieäu quan troïng duøng laøm khuoân composite vaøkhuoân ñuùc. Khuoân keõm ñöôïc söû duïng vöôït quaù 500.000 laàn tuøy thuoäc vaøo möùc ñoäphöùc taïp cuûa khuoân vaø sai soá cho pheùp.

Haàu heát caùc kim loaïi nhö nhoâm, ñoàng vaø hôïp kim keõm laø nhöõng nguyeân lieäu reûtieàn duøng cho caùc loaïi khuoân laøm vieäc ôû aùp suaát thaáp vaø khuoân ñuùc. Caùc loaïi khuoânthöôøng thaáy laø: giaõn nôû hôi, boït xoáp hoùa hoïc, khuoân thoåi, nhieät ñònh hình, ñaép tay,suùng phun, …. Caùc kim loaïi naøy cuõng ñöôïc söû duïng cho moät soá phöông phaùp laéng kimloaïi trong laøm khuoân. Ñaây laø quaù trình cuûa söï laéng kim loaïi noùng chaûy treân khuoânchính baèng theùp hoaëc treân truï. Lôùp phuû keá ñeán ñöôïc laáy ra vaø ñöôïc laøm nguoäi daàn ñeåtaêng ñoä beàn. Caùc khuoân vaø caùc truï naøy ñöôïc söû duïng laïi ñeå saûn xuaát nhieàu khuoângioáng nhau.

II.2.4.4. Theùp

Theùp laø loaïi vaät lieäu quan troïng, duøng laøm caùc khuoân saûn xuaát laâu daøi vôùi ñoächính xaùc cao, saûn phaåm chaát löôïng, chòu ñöôïc maøi moøn vaø coù ñoä beàn nhieät cao. Ta coùtheå löïa choïn caùc loaïi theùp khaùc nhau döïa vaøo tính chòu maøi moøn, choáng soác vaø khaûnaêng gia coâng. Ngöôøi ta thöôøng phaân bieät theùp laøm 3 loaïi: theùp khoâng hôïp kim, theùphôïp kim vaø theùp coù coâng duïng ñaëc bieät.

Theùp khoâng hôïp kim

Theùp khoâng hôïp kim laø theùp chæ coù carbon, haøm löôïng carbon trong theùp raátkhaùc nhau coù theå leân tôùi 2%. Thoâng thöôøng haøm löôïng carbon trong theùp thaáp thì theùpcoù ñoä beàn va ñaäp toát, theùp coù nhieàu carbon chòu maøi moøn cao.

Theùp hôïp kim

Theùp hôïp kim laø theùp coù theâm caùc nguyeân toá hôïp kim (haøm löôïng caùc nguyeântoá hôïp kim theâm vaøo phaûi < 5%). Nhöõng nguyeân toá naøy ñöôïc theâm vaøo ñeå khaéc phuïccaùc khuyeát ñieåm cuûa theùp carbon. Theùp nitril hoùa ñöôïc söû duïng ñeå choáng laïi söï maøimoøn cuûa vaät lieäu composite. Hôn nöõa, chuùng cuõng chòu ñöôïc aên moøn vaø oån ñònh ôûnhieät ñoä 427oC. Ñeå caûi thieän tính gia coâng cuûa theùp, ñoâi khi ngöôøi ta theâm caùc nguyeân


toá nhö löu huyønh, chì, mangan ñoàng thôøi keát hôïp vôùi quaù trình uû vaø thöôøng hoùa trongquaù trình gia coâng. Selen ñöôïc cho vaøo theùp khoâng ræ ñeå caûi thieän tính gia coâng vaø ñoäcöùng.

Taùc duïng cuûa caùc loaïi theùp hôïp kim

Kim loaïi % Taùc duïngNhoâmCroâmChìManganMolypñenNikenPhotphoSilionLöu huyønhVanadium

< 20.3 - 4

0.05 - 0.30.3 - 2

0.1 - 0.50.3 - 5

0.05 - 0.150.2 - 3

0.07 - 0.30.1 - 0.3

Hoã trôï cho quaù trình nitrat hoùa, chaát khöû oxy hoùaGia taêng ñoä cöùng, chòu ñöôïc maøi moøn vaø choáng aên moøn.Caûi thieän khaû naêng gia coângGia taêng ñoä cöùng vaø chòu ñöôïc maøi moønGia taêng ñoä cöùng, taêng ñoä beàn nhieät, beàn raõo.Taêng ñoä cöùng, ñoä deõo dai vaø chòu ñöôïc maøi moønTaêng khaû naêng gia coâng, ñoä cöùng, chòu maøi moønTaêng ñoä cöùng, ñoä deõo dai, choáng aên moønCaûi thieän khaû naêng gia coâng cuøng vôùi manganTaêng ñoä cöùng, ñoä deõo dai vaø chòu ñöôïc maøi moøn

Noùi chung, theùp coù haøm löôïng carbon vaø croâm cao ñöôïc duøng laøm khuoân loài(laøm coác khuoân), khuoân eùp phun, khuoân eùp neùn, dao caét kyõ thuaät, ñaàu ñuøn.

Theùp ñaëc bieät

Theùp ñaëc bieät cuõng laø theùp hôïp kim, trong ñoù haøm löôïng cuûa moät soá nguyeân toáhôïp kim seõ cao hôn trong theùp hôïp kim thoâng thöôøng tuøy theo muïc ñích vaø coâng duïngrieâng. Loaïi theùp cöùng, deã gia coâng vaø deûo dai thì thích hôïp cho laøm khuoân. Hainguyeân toá hôïp kim ñöôïc söû duïng nhieàu trong loaïi theùp ñaëc bieät laø croâm, mangane.Ñoái vôùi theùp laøm khuoân cho composite ta neân chuù yù loaïi theùp ngoaøi chòu ñöôïc ñoäcöùng, ñoä beàn phaûi chòu ñöôïc aên moøn hoùa hoïc.

III. QUY TRÌNH LAØM KHUOÂN COMPOSITE

Trong taát caû caùc öu ñieåm cuûa vaät lieäu composite, coù leõ khaû naêng taïo khuoân coùhình daïng phöùc taïp laø thoâng duïng nhaát. Khi caàn saûn xuaát ñaïi traø thì vieäc laøm khuoân laøtieän lôïi nhaát. Gia coâng vaät lieäu composite ít toán chi phí ngay caû khi saûn xuaát ñaïi traøcaùc chi tieát nhöïa. Khuoân phaûi coù hình daïng roõ neùt vaø toán ít thôøi gian ñeå hoaøn taát saûnphaåm.


Döôùi ñaây seõ moâ taû caùc böôùc caàn thieát ñeå taïo khuoân saûn xuaát caùc chi tieátcomposite chính xaùc, chaát löôïng, ít bò bieán daïng. Ñieàu naøy seõ giuùp cho nhöõng ngöøôimôùi vaøo ngheà coù theå ñaït keát quaû toát hôn. Trong khi taát caû caùc nguyeân taéc ñaõ ñöôïc bieátñeán cuõng gioáng nhau veà caùc ñieàu kieän kyõ thuaät, caùch naøy chæ caàn söû duïng xöôûng nhoû,garage ñeå saûn xuaát.

Caùc böôùc trong quy trình laøm khuoân:Laäp baûn veõ saûn phaåmLaøm moâ hình saûn phaåmCheùp khuoânLaøm saûn phaåm maãu

III.1. Laäp baûn veõ saûn phaåm

Phaùc thaûo sô boä hình daïng saûn phaåm, döï kieán saûn phaåm laøm baèng vaät lieäu gì,döï ñoaùn caùc bieán daïng hình hoïc cuûa saûn phaåm ñoä co ngoùt khi gia coâng saûn phaåm.Moâ hình saûn phaåm seõ coù kích thöùôc baèng vôùi kích thöôùc thaät cuûa saûn phaåm coäng vôùikích thöôùc bò co ngoùt. Vaät lieäu composite UPE gia cöôøng coù ñoä co ngoùt 5-8%, saûnphaåm ñuùc baèng nhöïa UPE coù ñoä co ruùt 2-4%.

III.2. Laøm moâ hình saûn phaåm

Töø baûn veõ chi tieát saûn phaåm, ñöa ra baûn veõ moâ hình maãu saûn phaåm, trong ñoù coùtính ñeán ñoä co ngoùt vaø coâng ngheä tieán haønh. Caùc thoâng soá naøy phaûi ñöôïc theå hieän chitieát treân baûn veõ 3D cuûa moâ hình, ñeå töø ñoù xaùc ñònh ñöôøng phaân khuoân.

Moâ hình saûn phaåm coù theå laø moät moùn haøng coù saün hay moät vaät ñöôïc taïo hìnhgioáng saûn phaåm. Caùc caáu taïo hay keát caáu ñaëc bieät muoán coù treân saûn phaåm thì phaûi coùtreân beà maët moâ hình saûn phaåm.

Thöïc hieän moâ hình maãu, caàn choïn nguyeân lieäu laøm maãu thích hôïp theo yeâu caàuvaø tính chaát, hình daïng saûn phaåm ñôn giaûn hay phöùc taïp.

Moät trong nhöõng ñieàu quan troïng trong cheá taïo khuoân laø giai ñoaïn chuaån bòmaãu, laø böôùc ñaàu tieân ñeå taïo khuoân. Baát cöù sai soùt naøo treân beà maët maãu cuõng seõ aûnhhöôûng ñeán khuoân, sau ñoù laø ñeán caùc saûn phaåm. Beà maët toát nhaát cho maãu phaûi laø loaïiA, nghóa laø noù phaûi coù ñoä boùng cao, khoâng bò traày xöôùc. Xöû lyù beà maët maãu toát seõ chobeà maët khuoân toát vaø beàn.


Moâ hình saûn phaåm coù theå ñöôïc laøm baèng baát kyø vaät lieäu gì coù saün, mieãn laø beàmaët noù phuø hôïp vôùi giai ñoaïn laøm khuoân keá tieáp. Moät soá vaät lieäu thoâng thöôøng duøngtaïo moâ hình saûn phaåm goàm coù goã, vöõa, kim loaïi vaø xoáp PU:

PU xoáp coù öu ñieåm laø deã taïo hình sô boä nhöng maát thôøi gian treùt kín loã xoáp.Coù hai caùch taïo moâ hình töø PU xoáp: caét goït taïo hình töø taám PU xoáp hoaëc duøng heä“troän vaø roùt” goàm hai thaønh phaàn phaûn öùng hoaù hoïc ñeå taïo xoáp trong coác khuoân coùhình daïng saûn phaåm.

So vôùi PU xoáp thì goã ñònh hình toát, caáu truùc vöõng, khoâng cong veânh, deã ñaépmat vaø chaø nhaùm, deã söõa chöõa.

Ñeå taêng ñoä beàn cho moâ hình saûn phaåm laøm töø vaät lieäu xoáp, goã, ngöôøi ta ñaép lôùpnhöïa – sôïi thuûy tinh leân moâ hình saûn phaåm sau khi hoaøn taát vieäc taïo hình.

Moâ hình saûn phaåm neân sôn moät maøu ñoàng boä (maøu saùng) ñeå deã kieåm tra saisoùt, laøm cuøng moät loaïi vaät lieäu oån ñònh veà thaønh phaàn hoùa hoïc, yeâu caàu coù ñoä beàn caoñeå coù theå duøng cheùp nhieàu khuoân sau ñoù. Sôn loùt epoxy hoaëc sôn loùt loaïi duøng cho oâtoâñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu naøy. Phaân boá caùc gôø noåi vaø moät soá maët phaân khuoân caàn thieáttreân moâ hình saûn phaåm. Chuù yù laø tröôùc khi daùn caùc chi tieát phuï leân moâ hình hoaëc tröôùckhi phuû sôn loùt leân beà maët phaûi chaø nhaùm ñeå taïo ñoä baùm dính. Sau ñoù, chaø mòn ñeå taïobeà maët phaúng, boùng laùng cho maãu.

Nhö vaäy, caùc böôùc taïo moâ hình saûn phaåm laàn löôït nhö sau:

- Taïo hình

- Ñaép mat (neáu coù)

- Treùt primer, mastic cho xe hôi ñeå bòt kín caùc loã li ti vaø laøm mòn beà maët

- Chaø giaáy nhaùm ñeán khi beà maët boùng laùng nhö göông.

III.3. Cheùp khuoân

III.3.1. Chuaån bò

Ñaàu tieân, queùt chaát roùc khuoân leân maãu. Ñaây laø böôùc quan troïng nhaát, vì neáu coùmoät choã naøo ñoù khoâng ñöôïc phuû chaát roùc khuoân, khi ñoù khoâng theå laáy khuoân vaø coù theålaøm hoûng caû beà maët khuoân vaø maãu. Chuù yù queùt ñeàu vaø kyõ, nhaát laø ôû caùc goùc caïnh.Chaát roùc khuoân coù theå hoaëc keát hôïp wax (duøng cho saûn phaåm) vaø PVA hoaëc chaát roùckhuoân moät giai ñoaïn nhö FibRelease.


Khi duøng wax, queùt 4 lôùp, ñôïi 1 giôø giöõa hai lôùp 2 vaø 3. Sau khi lôùp wax cuoáicuøng ñöôïc ñaùnh boùng, phun 3 lôùp moûng PVA vaø ñeå cho khoâ trong 30 – 45 phuùt.FibRelease coù theå ñöôïc lau baèng vaûi meàm hoaëc phun leân maãu, ñeå khoâ 30 phuùt. Phaûiñaûm baûo phuû ñeàu chaát roùc khuoân ôû beà maët caùc gôø noåi vaø maët phaân khuoân.

III.3.2. Cheùp khuoân

Vôùi haàu heát caùc khuoân, thöôøng söû duïng nhöïa polyester vaø mat strand caét ngaén400-500g/m2. Coù theå taêng ñoä beàn vaø beà daøy khuoân baèng caùch duøng sôïi roving deäthoaëc caùc keát caáu taïo hình (chæ duøng cho khuoân ñeå taêng tính oån ñònh).

+ Vôùi khuoân polyester, böôùc ñaàu tieân laø queùt lôùp gelcoat (loaïi ñaëc bieät chæ duøngcho khuoân, thöôøng coù maøu vaøng cam saùng). Nhôù cho xuùc taùc vaøo gelcoat ñuùng tyû leä.Ñeå ñaït keát quaû toát nhaát, neân duøng suùng phun phun gelcoat (gelcoat cup gun) 3 laàn,moãi laàn 0,1 – 0,2 mm ñeå taïo beà daøy, toång coäng 0,5 – 0,6 mm .

Sau khi lôùp gelcoat khoâ, trong khoaûng 1,5 – 5 giôø, ñaép moät lôùp mat ñeå oån ñònhlôùp gelcoat traùnh bò co ruùt hoaëc taùch khoûi beà maët maãu. Queùt moät lôùp nhöïa leân treân lôùpgelcoat, xong ñaët lôùp mat leân, nhôù queùt nheï ñeå traùnh hieän töôïng laøm traày lôùp gelcoat.

Chuù yù ñeå lôùp mat eùp saùt caùc ñöôøng vieàn cuûa maãu, phaûi ñaåy taát caû boït khí bònhoát ra ngoaøi ñeå lôùp mat tyø saùt vaøo beà maët maãu vaø ñöôïc thaám nhöïa ñoàng boä. Vuøngkhoâng coù hoaëc khoâng ñuû nhöïa vaø coù boït khí seõ coù maøu traéng ñuïc treân neàn gelcoat cuûakhuoân. Duøng moät con laên cöùng ñeå ñaåy boït ra khoûi lôùp mat vaø moät con laên taåm nhöïa coùkhía ñeå giuùp taåm nhöïa ñeàu. Chuù yù ôû caùc vuøng goùc nhoïn vaø choã goà gheà, sôïi deã bòphoàng leân, khoâng oâm saùt beà maët. Sau khi nhöïa gel, nhöõng vuøng coøn boït khí phaûi ñöôïccaét ra caån thaän baèng dao chuyeân duøng vaø thay vaøo ñoù mieáng vaù daïng taám vöøa khôùp.Ñaép caùc mieáng baêng leân caùc bôø rìa, duøng hoãn hôïp nhöïa xuùc taùc vaø sôïi xay nhoû troänlaïi vaø queùt leân ñeå choáng boït khí.

Ngay khi lôùp mat ñaàu naøy ñoùng raén, troän caùt mòn vôùi nhöïa ñoå leân, sau ñoù ñaépmat töông töï nhö lôùp ñaàu. Ña soá khuoân ñöôïc coù 8 – 10 lôùp sôïi, thöôøng ñaép 3 – 4 lôùp/moät laàn, traùnh ñaép taäp trung ñeå giaûm thieåu nhieät toaû ra anh höôûng ñeán khuoân. Sau lôùpmat thöù ba, moät lôùp roving deät hoaëc keát caáu duøng laøm khuoân coù theå ñöôïc theâm vaøo ñeåtaïo ñoä daøy cho khuoân. Thoâng thöôøng, beà daøy khuoân neân gaáp ñoâi beà daøy saûn phaåm.

Khuoân ñöôïc ñeå ñoùng raén ít nhaát 24 giôø tröôùc khi thaùo khuoân. Moät vaøi keát caáuñôõ khuoân ñöôïc gaén vaøo phía sau khuoân tröôùc khi dôõ khuoân khoûi maãu. Phaàn lôùn khunggia coá laøm baèng goã hoaëc vaät lieäu khoâng ñaét tieàn. Caét goã ñeå taïo hình cho hôïp vôùi


ñöôøng vieàn khuoân, hoaëc laøm khung. Khoâng ñeå cho caùc caáu truùc hoã trôï naøy chaïm ñeánkhuoân vì seõ taïo veát treân khuoân. Söû duïng nhöïa vaø sôïi ñeå lieân keát vôùi khuoân, sau khiñoùng raén, chuùng seõ dính cöùng vaøo khuoân.

Gôø taùch khuoân gaén ôû xung quanh voøng ngoaøi khuoân, giöõa khuoân vaø maãu; töïavaøo gôø, ngöôøi ta thaùo saûn phaåm ra moät caùch nheï nhaøng. Vôùi gôø coù raõnh daãn khoângkhí, ñöôïc gaén vôùi maùy neùn khí, duøng ñeå taùch caùc phaàn khoù taùch.

Duøng caùi neâm baèng nhöïa ñeå gôõ khuoân thì deã hôn vaø khoâng laøm traày beà maëtkhuoân so vôùi vieäc duøng vít hay dao. Gaén caùc caùi neâm xung quanh khuoân vaø goõ nheï.Neáu phaàn naøo khoù gôõ thì duøng khí neùn ñeå gôõ. Neáu vaãn khoâng gôõ ñöôïc, duøng caùi voàbaèng cao su rung cho tôùi khi taùch ñöôïc khuoân ra. Ñöøng coù coá gôõ ra vì seõ laøm aûnhhöôûng ñeán beà maët khuoân.

Sau khi thaùo khuoân, duøng nöôùc aám röûa saïch chaát roùc khuoân coøn laïi treân khuoânvaø kieåm tra laïi beà maët, caùc sai soùt treân khuoân phaûi ñöôïc xöû lyù beà maët vaø söûa laïi. Nhôùlaø caùc loãi treân khuoân nhö caùc veát traày xöôùc, khoâng thaúng haøng, kích thöôùc khoângchính xaùc seõ xuaát hieän treân saûn phaåm laøm ra töø khuoân ñoù.

III.4. Baûo trì khuoân

III.4.1. Ñaùnh boùng khuoân

Tröôùc khi gia coâng saûn phaåm trong moät khuoân môùi, khuoân phaûi ñöôïc chaø boùngbaèng giaáy nhaùm (coù caùt) öôùt vaø ñaùnh boùng ñeán “loaïi A”. Giaáy nhaùm nöôùc duøng theosoá taêng daàn, söû duïng 400, 600 vaø cuoái cuøng giaáy nhaùm 1000. Moãi laàn thay giaáy nhaùmmòn hôn, caàn thay nöôùc trong xoâ vaø röûa beà maët khuoân ñeå chaéc chaén khoâng coøn laïi caùchaït thoâ hôn. Ñaùnh boùng baèng vaät ñeäm quay toác ñoä cao goàm hai böôùc:

+ böôùc moät: xoùa caùc veát traày xöôùc do caùt.

+ böôùc hai: ñaùnh boùng beà maët ñeán möùc mong muoán.

III.4.2. Queùt chaát roùc khuoân

Sau khi ñaùnh boùng khuoân, queùt chaát roùc khuoân leân beà maët töông töï khi chuaån bòmoâ hình saûn phaåm. Khuoân môùi khi chöa söû duïng thöôøng ñöôïc phuû moät lôùp taùc nhaânroùc khuoân ñeå baûo veä, ñeå 3 ngaøy cho khuoân oån ñònh.

Böôùc cuoái cuøng tröôùc khi söû duïng laø thoa choáng dính cho khuoân. Böôùc naøy ñöôïcthöïc hieän gioáng nhö trong luùc laøm khuoân. Moät khuoân coøn môùi ñoøi hoûi phaûi duøng nhieàuchaát roùc khuoân vaø ñaùnh nhieàu laàn ñeå ñaûm baûo coù theå gôõ khuoân toát.


III.4.3. Söûa chöõa

Trong tröôøng hôïp thaùo khuoân khoâng ñuùng caùch laøm hoûng khuoân, phaûi söûakhuoân laïi. Phaàn vaät lieäu bò hoûng hoaëc bò meàm phaûi ñöôïc loaïi boû baèng caùch chaø giaáynhaùm hoaëc maøi, giuõa vaø queùt gelcoat duøng cho khuoân leân vuøng ñoù. Phuû leân vuøng söûachöõa lôùp giaáy coù wax hoaëc PVA ñeå laøm phaúng beà maët vuøng caàn söûa. Sau khi ñoùngraén, vuøng söûa coù theå ñöôïc chaø giaáy nhaùm vaø ñaùnh boùng baèng vaûi meàm ñeán ñoä boùngnhö tröôùc ñoù.

III.5. Xem xeùt vieäc laøm khuoân ñaëc bieät

III.5.1 Khuoân nhieàu maûnh

Trong moät soá tröôøng hôïp, hình daïng cuûa maãu ñoøi hoûi phaûi laøm khuoân nhieàumaûnh ñeå coù theå taùch khuoân vaø thaùo saûn phaåm deã. Neân caân nhaéc caùc phaàn cuûa khuoân,vì phaûi thaùo caùc chi tieát cuûa khuoân ra neân phaûi ñaûm baûo goùc cuûa caùc chi tieát khoâng lôùnhôn 90o, nghóa laø vò trí môû khuoân laø phaàn roäng nhaát cuûa khuoân.

Khi laøm khuoân nhieàu maûnh, ñaàu tieân, taïo moät gôø treân moâ hình maãu ôû nôi döïkieán chia khuoân ra thaønh nhieàu maûnh, goïi laø ñöôøng phaân khuoân mong (parting dam).Gôø naøy ñöôïc laøm baèng vaät lieäu xaây döïng, kim loaïi hay nhöïa (nhieät raén hay nhieätdeûo), vaø ñöôïc ñònh vò baèng ñaát seùt. Caùc vò trí goùc nhoïn maø khoâng coù baùn kính phaûiñöôïc ñaët treân ñöôøng phaân khuoân.

Treân gôø phaân khuoân, khoan caùc loã ñeå baét choát ñònh vò duøng gheùp caùc maûnhkhuoân laïi. Gaén caùc choát hay ñinh oác muõ baèng nhoû khoaûng ¼ - 3/8 inch leân gôø phaânkhuoân. Sau khi laøm nöûa khuoân ñaàu tieân (ñaép traøn sôïi thuûy tinh qua taám phaân khuoântaïo be cuûa khuoân), seõ taïo nhöõng loã loõm (cuûa ñinh hoaëc choát) trong nöûa khuoân naøy.Sau khi phaàn khuoân ñaàu tieân ñoùng raén, gôõ gôø phaân khuoân ñi vaø söû duïng meùp phaànkhuoân ñaõ cheùp laøm gôø phaân khuoân cho nöûa tieáp theo. Queùt chaát roùc khuoân leân beà maëtnaøy tröôùc khi tieáp tuïc cheùp khuoân. Khi laøm nöûa khuoân kia, nhöïa seõ ñi vaøo trong caùc loãnaøy vaø taïo choát trong nöûa khuoân thöù hai. Hoaëc sau khi cheùp khuoân xong, tröôùc khitaùch caùc maûnh khuoân ra khoûi moâ hình saûn phaåm, ngöôøi ta khoan loã treân be ñeå baét oácvít giöõ hai maûnh khuoân gheùp chính xaùc vôùi nhau khi laøm saûn phaåm, thöôøng laøm theocaùch naøy.

Vôùi khuoân nhieàu maûnh, veõ laïi khuoân hoaøn taát naøy tröôùc khi thaùo khuoân ñeåtraùnh caùc söï coá khi gheùp khuoân.


III.5.2. Caùc phöông phaùp cheùp khuoân yeâu caàu ñaëc bieät

+ Neáu ñoä beàn vaø ñoä oån ñònh kích thöôùc laø caùc yeáu toá quan troïng trong vieäc laømkhuoân, duøng nhöïa epoxy thay cho polyester.

Caùch laøm cuõng gioáng nhö vôùi nhöïa polyester, ngoaïi tröø mat khoâng duøng ñöôïcvôùi epoxy, do chaát gaén duøng ñeå giöõ caùc sôïi thuyû tinh caét ngaén vôùi nhau thaønh taámkhoâng töông hôïp vôùi nhöïa epoxy, vì vaäy ngöôøi ta duøng vaûi deät. Ñaàu tieân, söû duïng vaûideät 2 hoaëc 4 ounce (1 ounce = 28,35 g), ñeå haïn cheá söï in daáu ra ngoaøi beà maët. Sau ñoùñoåi loaïi vaûi deät 7 – 10 ounce. Ñeå coù ñoä cöùng toát neân saép xeáp caùc lôùp sao cho caùchöôùng sôïi hôïp nhau moät goùc 45o. Duøng coï queùt epoxy leân maãu (neáu phun phaûi phaloaõng baèng monomer vaø nhö theá seõ giaûm ñoä beàn lôùp phuû ngoaøi – ND). Vì epoxy coù ñoäco ruùt thaáp hôn polyester, khoâng quaù caàn lôùp gia cöôøng oån ñònh ngay treân beà maët lôùpphuû.

+ Neáu ñoøi hoûi khuoân ñaëc bieät cöùng, duøng sôïi carbon thay cho vaûi sôïi thuûy tinh.Neân duøng nhöïa epoxy vôùi sôïi carbon vaø moät choåi queùt baèng cao su meàm ñeå phaân taùnnhöïa qua vaûi sôïi toát nhaát.

III.6. Laøm saûn phaåm

III.6.1. Löïa choïn nguyeân lieäu

Sau khi ñaùnh boùng vaø queùt chaát roùc khuoân, tieán haønh laøm saûn phaåm. Böôùc ñaàutieân cuûa quaù trình laøm saûn phaåm laø xaùc ñònh loaïi nhöïa vaø sôïi gia cöôøng caàn söû duïng.Phaàn tröôùc ñaõ ñeà caäp tính chaát ba loaïi nhöïa chính, phaàn naøy chuùng ta seõ taäp trungchoïn löïa sôïi gia cöôøng.

Khi choïn gia cöôøng thì yeáu toá quan troïng nhaát laø daïng deät vaø khoái löôïng cuûavaûi (sôïi). Vaûi coù khoái löôïng caøng nheï thì khaû naêng phuû qua caùc ñöôøng vieàn caøng deãvaø caàn ít nhöïa ñeå thaám öôùt noù. Vaûi nheï söû duïng chuû yeáu cho beà maët. Vaûi coù khoáilöôïng trung bình duøng ñeå saûn xuaát vaø söûa chöõa. Vaûi naëng nhaát duøng ñeå taêng nhanh beàdaøy nhö laøm khuoân vaø thaân taøu.

Löôïng nhöïa caàn duøng phuï thuoäc vaøo khoái löôïng vaûi ñöôïc choïn. Tyû leä sôïi/ nhöïacho haàu heát sôïi thuûy tinh daïng deät vaø Kevlar khoaûng 50:50 trong khi sôïi carbon laø60:40. Sôïi thuûy tinh daïng mat yeâu caàu nhöïa gaáp hai laàn sôïi ñeå coù theå thaám öôùt sôïi..Duøng theâm vaät lieäu laøm loõi sandwich giöõa caùc lôùp sôïi ñeå taêng ñoä beàn cho saûn phaåmnhö goã nheï, xoáp PU, xoáp vinyl, taøn ong… Loõi coù beà daøy phuï thuoäc vaøo öùng duïng. Ñoäbeàn vaø ñoä cöùng saûn phaåm taêng leân ñaùng keå trong khi khoái löôïng chæ taêng theâm raát ít.


III.6.2. Quaù trình thöïc hieän

Sau khi löïa choïn ñöôïc nhöïa vaø sôïi, ta baét ñaàu laøm saûn phaåm. Ñaàu tieân, phuû moätlôùp roùc khuoân. Trong khi chôø chaát roùc khuoân khoâ, caét sôïi theo kích thöôùc vaø soá löôïngphuø hôïp, neáu duøng sôïi mat thì xeù thay vì caét. Caùc phaàn bò xeù coù ñöôøng bieân bò xô ra seõtroän laãn vaøo nhau trong khuoân laøm taêng ñoä beàn lieân keát thay vì caét. Söû duïng sôïi deättaïi caùc vò trí caàn ñoä beàn lôùn nhaát vaø ñònh höôùng. Vôùi daïng deät thoâng thöôøng thì ñoä beànñoàng nhaát hôn baèng caùch choïn möùc ñoä ñònh höôùng sôïi 0/90 vaø 45/45.

Quaù trình thöïc hieän töông töï nhö caùc böôùc laøm khuoân. Khi laøm ôû khuoân caùi thìñaàu tieân laø phuû gelcoat leân beà maët khuoân. Böôùc naøy khoâng caàn thieát trong quaù trìnhsaûn xuaát tröø khi saûn phaåm caàn ngoaïi quan ñeïp. Ngoaøi ra, neáu ñaép tröïc tieáp lôùp nhöïa/sôïi ñaàu tieân leân beà maët khuoân thì coù theå laøm beà maët khoâng ñeàu, bò roã, in veát baån khivaän chuyeån, caàm naém. Ñeå khaéc phuïc, ngöôøi ta ñaép moät lôùp sôïi nheï tröôùc roài môùi ñaéplôùp nhöïa/ sôïi nhö bình thöôøng.

Caùch söû duïng gel coat toát nhaát laø phun moät lôùp daøy 0,375 – 0,5 mm, quaù nhieàuhoaëc quaù ít seõ laøm saûn phaåm bò nhaên hoaëc bieán daïng khi ñoùng raén. Nhöng khi phuû beàmaët baèng epoxy thì duøng coï queùt leân khuoân.

Ñeå laøm cöùng caùc meùp, ñöôøng bieân, sau khi phun gel coat ngöôøi ta ñaép leân lôùpsôïi gia cöôøng. Neáu muoán saûn phaåm cuøng maøu thì phaûi pha maøu nhöïa cuøng maøu vôùigel coat. Khi ñaép sôïi, neân söû duïng moät taám sôïi nguyeân cho saûn phaåm nhoû, neáu saûnphaåm lôùn thì duøng nhieàu maûnh gheùp laïi. Khi gheùp caùc maûnh naøy vôùi nhau thì chuùngphaûi phuû leân nhau khoaûng 1-2 cm ñeå ñan xen giöõa caùc maûnh, coøn neáu gheùp daïngñöôøng haøn chæ khi caàn beà daøy gioáng nhau.

Seõ khoù laáy caùc ñöôøng bieân vaø chi tieát cuûa saûn phaåm neáu chæ söû duïng maûnh vaûiñôn, ñaëc bieät laø ñoái vôùi caùc veát loõm vaø goùc caïnh. Khi duøng vaûi deät lieân tuïc, raát khoùlaøm caùc saûn phaåm coù goùc 90o. Sôïi coù khuynh höôùng laøm beà maët vuøng naøy naâng leân,taïo ra boït khí vaø caùc ñieåm yeáu trong lôùp naøy. Neáu saûn phaåm yeâu caàu goùc caïnh thìcaùch toát nhaát laø gheùp caùc maûnh sôïi vôùi nhau. Ñeå taêng ñoä beàn caùc ñöôøng noái thì troänmoät löôïng nhoû nhöïa vôùi sôïi thuûy tinh nghieàn ñeå taïo thaønh caáu truùc ñoän mattic. Treùthoãn hôïp naøy leân moái gheùp, goùc caïnh tröôùc khi ñaép nhöïa/ sôïi leân. Ñoái vôùi caùc veát loõmthì caét caùc maûnh nhoû cho vöøa vôùi veát loõm, khoâng coá eùp lôùp sôïi xuoáng.

Sau khi ñaép sôïi leân khuoân, duøng con laên vaø choåi queùt ñeå thaám nhöïa vaøo sôïi,ñaåy boït khí vaø neùn chaët caùc lôùp laïi. Ñieàu naøy seõ traùnh ñöôïc caùc ñieåm yeáu vaø hieän


töôïng taùch lôùp ôû saûn phaåm. Neáu duøng vaûi deät, khi ñaép phaûi chuù yù ñònh höôùng caùc lôùpñeå taêng ñoä beàn saûn phaåm.

Neáu coù söû duïng caáu truùc loõi sandwich, caàn xaùc ñònh vaät lieäu cho phuø hôïp vôùiöùng duïng. Xoáp PU raát cöùng vaø khoâng thích hôïp vôùi caùc ñöôøng vieàn trong khi xoáp vinylcoù theå ñöôïc gia nhieät vaø ñònh hình theo caùc hình daïng khaùc nhau. Goã nheï daïng haïthoaëc boät ñöôïc boïc trong vaûi loùt, phuø hôïp vôùi caùc daïng ñöôøng cong nheï. Vaät lieäu loõitaøn ong thì deûo vaø uoán cong theo hình daïng.

Troän moät phaàn nhöïa vôùi haït thuûy tinh taïo thaønh khoái hoà ñeå treùt caùc khe, caùcmoái gheùp töø nhieàu maûnh hoaëc loõi vôùi nhau. Xoáp coù caáu truùc môû hoaëc taøn ong thì duønghoà naøy ñeå treùt kín laïi seõ laøm caáu truùc loõi nheï hôn chæ söû duïng nhöïa. Sau caùc böôùc naøythì loõi ñaõ ñöôïc daùn ñuùng vò trí.

Khi söû duïng khuoân nhieàu maûnh thì haàu nhö laø phaûi gheùp caùc maûnh khuoân laïivôùi nhau tröôùc khi ñaép saûn phaåm. Neáu ñaép saûn phaåm sau ñoù gheùp khuoân thì raát khoù ñeåcoù moái daùn toát giöõa caùc maûnh khuoân vaø beà maët saûn phaåm boùng laùng. Ñoái vôùi saûnphaåm kín thì khoâng aùp duïng ñöôïc quy luaät naøy, nhö boàn ñöïng daàu thì khoâng theå ñaépneáu khuoân gheùp tröôùc.

Neáu söû duïng khuoân neùn thì nöûa khuoân coøn laïi phaûi ñöôïc giöõ chaët treân nöûakhuoân ñaàu tieân ngay sau khi ñaép caùc lôùp gia cöôøng. Neáu khoâng söû duïng khuoân neùnnhöng saûn phaåm caàn hai maët laùng thì ngöôøi ta phuû lôùp gel coat leân lôùp sôïi cuoái cuøng.Caét goït meùp ñöôøng bieân khi nhöïa gel ñeå giaûm thôøi gian hoaøn taát saûn phaåm vaø bôùt buïi.

Sau khi ñoùng raén, saûn phaåm ñöôïc thaùo ra khoûi khuoân gioáng nhö khuoân ñöôïcthaùo ra khoûi moâ hình maãu. Sau ñoù, saûn phaåm ñöôïc röûa sô cho heát chaát roùc khuoân coøndính, ñaùnh boùng vaø chaø nhaùm caùc meùp, ñöôøng bieân.

Kieåm tra laïi khuoân xem coù bò khuyeát taät hay beà maët môø ñeå söûa vaø ñaùnh boùng.Neáu khoâng thì queùt chaát roùc khuoân vaø quaù trình laëp laïi.

Ví duï: Khuoân hai maûnh, saûn phaåm laùng maët ngoaøi, roãng beân trong:

Maët ngoaøi cuûa saûn phaåm seõ ñöôïc laøm tröôùc trong khuoân loõm. Tröôùc heát laø phungelcoat, queùt lôùp loùt epoxy loaïi toát hay ñôn giaûn laø moät lôùp nhöïa moûng, tieáp theo laølôùp vaûi sôïi ñaàu tieân (thöôøng duøng vaûi 2 oz 60g/m2). Soá caùc lôùp tieáp theo phuï thuoäcyeâu caàu ñoä beàn saûn phaåm, thöôøng duøng vaûi 4 – 6 oz. Coù theå duøng sôïi gia cöôøng ñaëcbieät nhö carbon hay Kevlar, hoaëc caùc thaønh phaàn khaùc ñoùng vai troø loõi hoaëc oån ñònhkích thöôùc. ÔÛ caùc vò trí goùc hay meùp nhoïn, trong tröôøng hôïp vaûi sôïi khoâng laøm ñaày


ñöôïc ñeå taïo hình, söû duïng mattic (ñoän haøm löôïng cao troän cuøng nhöïa) ñeå queùt goùctröôùc khi phuû sôïi, hoaëc phaûi raïch vaûi sôïi taïi vò trí naøy ñeå vaûi coù theå oâm saùt beà maët.

Khi ñaép nhöïa vaø sôïi, chuù yù loaïi boû boït khí vaø vaûi phaûi oâm saùt beà maët khuoân, coùtheå duøng ngoùn tay (coù mang gaêng tay) hoaëc baøn chaûi ñeå eùp vaûi vaøo trong caùc goùc.Tröôùc khi gheùp caùc nöûa khuoân, ñôïi nhöïa gel ñeán daïng cao su, khoâng coøn ôû daïng loûng,thì caét goït phaàn vaûi dö ra ñeán saùt chu vi khuoân baèng dao saéc. Caån thaän gheùp chuùngvôùi nhau, duøng caùc choát ñònh vò hoaëc gaén bulong qua caùc loã ñaõ khoan tröôùc ñoù treân bekhuoân.

Thaám nhöïa vaøo hai baêng sôïi thuûy tinh roäng 1 – 2 inch, caét theo chieàu daøikhuoân. Caån thaän gheùp noù treân ñöôøng phaân khuoân, eùp noù saùt vaøo ñöôøng ranh giôùi.Duøng moät ít chaát ñoän troän cuøng nhöïa ñeå ñieàn ñaày caùc choã khuyeát do caét goït bò loõmxuoáng. Ñeå nhöïa ñoùng raén hoaøn toaøn roài môùi laáy saûn phaåm ra, neáu khoâng saûn phaåm seõbò bieán daïng hoaëc bò hoûng. Neân ñeå saûn phaåm trong khuoân khoaûng hôn moät ngaøy.

III.7. Gia coá khuoân

Muïc ñích gia coá khuoân: laøm taêng ñoä cöùng chaéc cuûa khuoân, khuoân khoâng bò congveânh, ñaûm baûo kích thöôùc khuoân chính xaùc.

Vaät lieäu gia coá goàm coù : kim loaïi, goã, PMMA, PVC xoáp, ….

Neáu vaät lieäu gia coá khoâng töông hôïp toát vôùi nhöïa polyester khoâng no thì vaätlieäu ñoù phaûi cöùng hôn vaät lieäu composite (kim loaïi, goã).

Neáu vaät lieäu töông hôïp toát vôùi nhöïa polyester khoâng no thì ta duøng PMMA,PVC xoáp,… (chaát phaân cöïc).

Thöïc hieän gia coá nhö sau:

Gia coá ñeå beà maët khoâng bò bieán daïng: duøng vaät lieäu nheï, reû tieàn nhö PVCxoáp, PMMA, taám vaùn eùp, goá vaùn…

Ñeå ñöôøng thaúng cuûa khuoân khoâng bò cong veânh: duøng thanh kim loaïi, goã vaøthanh PMMA (neïp xung quanh ñöôøng thaúng)

Ñeå goùc cuûa khuoân khoâng bò bieán daïng: duøng saét PVC vaø thanh eâke ñeå neïp.


neïp luïc giaùc baèng saét

Toùm laïi:

Khi tieáp nhaän moät saûn phaåm composite, ñeå gia coâng deã daøng, neân thay ñoåi moätsoá hình daïng vaø chi tieát cuûa saûn phaåm, ví duï bo troøn caùc goùc caïnh ñeå laáy saûnphaåm deã.

Saûn phaåm neân coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân ñeå giaûm bôùt soá khuoân.

Caàn xaùc ñònh maët phaân khuoân chính xaùc, roõ raøng soá löôïng khuoân gheùp toáithieåu (bavia khoâng naèm ôû vò trí quan troïng).

Phaûi xaùc ñònh nhieàu phöông phaùp laøm khuoân, coù maãu hay khoâng coù maãu ñeå giaûmgiaù thaønh.

Xaùc ñònh phöông phaùp gia coâng naøo ñeå coù lôïi (ñaép tay, quay li taâm, duøng suùngphun, coâng ngheä khaùc,…)


IV. CAÙC SAÛN PHAÅM KHUOÂN TIEÂU BIEÅU

IV.1. Saûn phaåm coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân töï nhieân

IV.1.1. Taám phaúng hình chöõ nhaät S = a.b

saûn phaåm

vaønh

* Taïo maãu:

Kích thöôùc maãu = kích thöôùc saûn phaåm + ñoä co ngoùt (E) + kích thöôùc cuûa vaønh

* Taïo khuoân:

Vaät lieäu laøm khuoân thöôøng laø kim loaïi, goã, xi maêng, thaïch cao, composite vaøñöôïc choïn nhö sau:

- Kim loaïi: thöôøng laø saét hoaëc nhoâm, phaûi ñöôïc xi maï cho laùng boùng vaø inox.

- Goã: daùn mica leân treân goã ñeå coù beà maët laùng boùng

- Xi maêng hoaëc thaïch cao: ñöôïc duøng ñeå cheùp maãu, vaø phaûi ñöôïc xöû lí beà maët

- Composite: Laøm khuoân baèng kim loaïi quaù ñaét, coøn khuoân goã khoâng beàn saumoät hoaëc hai laàn laøm ra saûn phaåm. Do ñoù cheùp khuoân baèng vaät lieäu compositetöø maãu baèng goã, khuoân composite thöôøng ñöôïc gia coá baèng caùc neïp kim loaïi ôûxung quanh, taïo nhöõng ñöôøng gaân gia coá ñeå choáng cong veânh trong quaù trìnhtaïo ra saûn phaåm.


IV.1.2. Khoái hình hoäp chöõ nhaät V = a. b. c

Theå tích maãu:

Vmaãu = a (1 + %E) x b (1 + %E) x c (1 + %E)

Caàn laøm vaønh ngoaøi treân maãu ñeå coù theå laáy saûn phaåm ra. Neáu nhö maãu coùvaønh thì ta laøm vaønh khuoân lôùn hôn vaønh cuûa maãu moät chuùt ñeå khi ra saûn phaåm, ta caétboû phaàn bavia ñeå truøng khôùp vôùi kích thöôùc cuûa maãu maø khoâng laøm meû gelcoat.

Ñoái vôùi saûn phaåm laùng maët ngoaøi, neáu coù goùc caïnh, khi laøm khuoân compositephaûi ñaép lôùp ñaàu tieân laø mat 100 – 200 roài tôùi lôùp 300 – 450 roài tôùi lôùp roving …

Vôùi saûn phaåm nhoû, ta neân laøm khuoân kim loaïi vì khuoân naøy raát beàn, khoâng bòbieán daïng khi gia coâng, do xi maï neân beà maët raát boùng laùng, do ñoù coù theå taïo ra nhöõngsaûn phaåm ñeïp.

Ñoái vôùi laøm khuoân composite thì phaûi

- Xöû lyù beà maët maãu thaät laùng, copy maãu ñeå taïo khuoân, sau ñoù gia coá khuoân.

- Ñaùnh chaát roùc khuoân, queùt lôùp gelcoat, ñaép nhöïa vaø sôïi.

- Söûa khuoân cho boùng laùng ñeå taïo ra saûn phaåm

Ñoái vôùi saûn phaåm hai maët laùng thì ñoøi hoûi phaûi coù heä khuoân, töùc laø ta phaûi coùkhuoân ñöïc vaø khuoân caùi.

Theå tích saûn phaåm:


V = [(a x b) + 2(a x c) + 2(b x c)] x F

Trong ñoù, a: chieàu daøi, b: chieàu roäng, c: chieàu cao, F: beà daøy cuûa saûn phaåm

a) Khuoân ñöïc: kích thöôùc vaø hình daùng khuoân ñöïc gioáng nhö kích thöôùc trong cuûasaûn phaåm - ñoä co ngoùt (E)

b) Khuoân caùi: kích thöôùc vaø hình daùng gioáng maët ngoaøi cuûa saûn phaåm:

- Vôùi saûn phaåm coù hình daïng ñôn giaûn thì khoâng caàn laøm maãu maø laøm 2 khuoânñöïc vaø caùi nhö treân.

- Vôùi saûn phaåm coù hình daïng phöùc taïp (coù nhöõng ñöôøng cong….), ta caàn phaûi taïomaãu, töø maãu ta cho ra hai khuoân ñöïc vaø caùi.

- Vaät lieäu laøm maãu: foam PU, saùp ñeøn caày, thaïch cao, silicone..

Khuoân caùi coù kích thöôùc = kích thöôùc ngoaøi cuûa maãu + ñoä co ngoùt

Kích thöôùc cuûa khuoân ñöïc = kích thöôùc trong cuûa maãu - ñoä co ngoùt

Tieán haønh laøm khuoân: khi söû duïng vaät lieäu composite treân hai maët cuûa maãu(maët trong vaø ngoaøi), khoan loã ñeå ñònh vò treân vaønh cuûa khuoân roài môùi thaùo khuoân

Gia coá khuoân: quan taâm ñeán bieán daïng cuûa kích thöôùc (goùc, khoaûng caùch) bieándaïng cuûa beà maët.


IV.1.3. Saûn phaåm hình troøn xoay

Tìm maët phaân khuoân, choïn maët phaân khuoân ñi qua mieäng (naép)

Maãu coù kích thöôùc:

o Ñöôøng kính mieäng: 2R1 + Eo Ñöôøng kính ñaùy: 2R2 + Eo Chieàu cao: L + E

Tröôøng hôïp saûn phaåm laùng ngoaøi goàm 2 khuoân thaân vaø naép thì:

- Neáu saûn phaåm ít thì laøm khuoân goã (khoâng caàn maãu).

- Neáu saûn phaåm nhieàu thì laøm khuoân kim loaïi (khoâng caàn maãu), hoaëc laømkhuoân composite (caàn phaûi coù maãu)

- Vaät lieäu laøm maãu coù theå laø kim loaïi phaûi xi maï, vaùn eùp foocmica, thaïch cao,foam PU (saáy khoâ), saùp ñeøn caày (paraffin)

Tieán haønh laøm maãu gioáng nhö baûn veõ maãu.

Laøm khuoân composite: ñaép composite leân phaàn thaân vaø phaàân naép treân maãu ñaõtaïo, sau ñoù khoan ñònh vò cho hai maûnh khuoân, gia coá voøng saét hay theùp lachung quanh khuoân thaân, duøng PVC xoáp ñeå gia coá khuoân thaân vaø khuoân naép.

Caùch gia coâng saûn phaåm treân hai khuoân:

o Ñaép gelcoat, sôïi vaø nhöïa leân hai khuoân thaân vaø naép, roài gheùp bu loâng haykeïp chöõ C.

o Laáy khuoân, caét bavia, maøi vaø ñaùnh boùng.


Ñoái vôùi saûn phaåm hai maët laùng thì laøm töông töï nhö caùch laøm cuûa saûn phaåm haimaët laùng ñaõ trình baøy ôû phaàn treân.

IV.2. Saûn phaåm coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân khoâng töï nhieân

IV.2.1. Saûn phaåm hình hoäp chöõ nhaät, moät maët laùng

Kích thöôùc maãu: Chieàu daøi a + E

Chieàu roäng b + E

Tröôøng hôïp khoái hình chöõ nhaät laùng ngoaøi, seõ coù hai khuoân, maët phaân khuoân laømaët phaúng ñi qua ñöôøng cheùo hình chöõ nhaät.

Neáu soá löôïng saûn phaåm ít, töø 1-3 caùi, khoâng caàn taïo maãu maø tieán haønh laømkhuoân baèng vaät lieäu goã (vaùn eùp foocmica), thaïch cao.

Neáu soá löôïng nhieàu thì laøm khuoân baèng kim loaïi (khoâng caàn maãu) hoaëc baèngvaät lieäu composite (phaûi laøm theâm maãu).


Laäp baûng veõ maãu: daøi = a + E, roäng = b + E

Taïo khuoân ( cheùp khuoân töø maãu), duøng vaät lieäu composite laøm khuoân.

Ñaàu tieân ñaùnh wax, sau queùt gelcoat, ñaép sôïi nhöïa leân maãu khuoân 1 vaøkhuoân 2, sau khi ñoùng raén, khoan loã ñònh vò leân vaønh cuûa maïch phaân khuoânsau ñoù môùi thaùo khuoân ra

khuoân 2

khuoân 1

Gia coá: ñeå ñaûm baûo khuoân khoâng bò bieán daïng treân beà maët, choã gheùp khuoân,caùc goùc vuoâng cuûa hình chöõ nhaät, ta phaûi gia coá baèng vaät lieäu coù ñoä cöùng toát hôn vaätlieäu laøm khuoân. Ñeå traùnh bieán daïng beà maët, duøng vaùn daøy hoaëc taám kim loaïi ñaép giöõacaùc beà maët cuûa khuoân hoaëc duøng saét V.


IV.2.2. Saûn phaåm hình hoäp chöõ nhaät 2 maët laùng

Laøm khuoân 4 maûnh theo phöông phaùp sau:

Laäp baûn veõ maãu.

o Kích thöôùc vaø hình daùng cuûa khuoân ñöïc gioáng nhö kích thöôùc vaø hìnhdaùng beân trong cuûa saûn phaåm (daøi = a’ - E vaø roäng = b’ - E)

o Kích thöôùc vaø hình daùng cuûa khuoân caùi gioáng nhö kích thöôùc vaø hìnhdaùng beân ngoaøi cuûa saûn phaåm (daøi = a + E vaø roäng = b + E)

Tieán haønh laøm maãu:

o Vaät lieäu laøm maãu: kim loaïi, goã (vaùn eùp foocmica), foam PU.

maãu döôùi

maãu treân

Cheùp khuoân:


o Maãu treân: cheùp moät boä khuoân ñöïc vaø caùi; töông töï cho maãu döôùi, khoanloã ñònh vò treân thaønh cuûa moãi boä khuoân.

o Thaùo khuoân ñöïc cuûa khuoân treân vaø khuoân döôùi

o Gheùp hai khuoân caùi cuûa khuoân treân vaø döôùi, khoan loã ñònh vò

Ta ñöôïc hai boä hai boä khuoân (treân vaø döôùi)

Tieán haønh laøm saûn phaåm treân khuoân ñaõ taïo

o Ñaùnh chaát roùc khuoân, queùt gelcoat, ñaép sôïi vaø nhöïa treân moãi maûnhkhuoân.

o Gheùp khuoân ñöïc vaø caùi cuûa nöûa treân, vaø nöûa döôùi saûn phaåm

o Thaùo khuoân ñöïc cuûa hai caëp khuoân nöûa treân vaø döôùi.

o Gheùp hai khuoân caùi cuûa saûn phaåm.

IV.2.3. Saûn phaåm troøn xoay

Choïn maët phaân khuoân:

Maët phaân khuoân laø maët phaúng ñi qua hai maët phaúng: ñaùy, naép, vaø maët phaúngñi qua truïc cuûa thaân. Vaäy trong tröôøng hôïp naøy coù 4 khuoân: moät khuoân naép, hai khuoânthaân vaø moät khuoân ñaùy (nhö hình veõ).

Laäp baûn veõ maãu:


- Kích thöôùc maãu: 2 R1 +E ( E: ñoä co ngoùt), H + E

Tieán haønh laøm khuoân: ñaép moät khuoân naép, hai khuoân thaân vaø moät khuoân ñaùytreân maãu, khoan ñònh vò, thaùo khuoân.

Tieán haønh laøm saûn phaåm:

- Söûa khuoân, ñaùnh boùng khuoân, ñaùnh chaát roùc khuoân, phun gelcoat, ñaép sôïi,nhöïa, gheùp khuoân, thaùo khuoân, laáy saûn phaåm, caét bavia, söûa saûn phaåm, ñaùnhboùng saûn phaåm.

Vôùi saûn phaåm troøn xoay hai maët laùng trong vaø ngoaøi, caùch laøm töông töï nhö treân,theâm moät khuoân ñöïc naép, hai khuoân ñöïc thaân, moät khuoân ñöïc ñaùy. Caùch gheùp khuoântaïo saûn phaåm gioáng nhö hình hoäp chöõ nhaät hai maët laùng khoâng coù ñoä nghieâng thoaùtkhuoân.

IV.3. Saûn phaåm phöùc taïp

Ví duï: saûn phaåm manôcanh, ñoà chôi treû em (con thuù quay)

Trong tröôøng hôïp naøy, ta thaáy hình daùng ñaàu ngöôøi raát phöùc taïp goàm chaân maøy,maét, muõi, mieäng, hai tai. Vì vaäy vieäc choïn maët phaân khuoân raát quan troïng, neáu choïnsai thì laáy khuoân khoù hoaëc taïo bavia taïi nhöõng choã laáy khuoân seõ gaây xaáu saûn phaåm.Trong tröôøng hôïp naøy ta choïn maët phaân khuoân nhö hình veõ. Nhö vaäy ñoái vôùi saûnphaåm naøy goàm coù ba khuoân: khuoân maët vaø hai khuoân hai beân sau.


Choïn hình daùng, kích thöôùc cuûa ñaàu, sau ñoù tieán haønh laøm maãu baèng thaïch cao,PU, hoaëc goã.

Taïo hình, xöû lí beà maët maãu.

Ñaép silicone leân toaøn boä maãu.

Ñaép composite, taïo thaønh 3 khuoân nhö treân.

Khoan loã ñònh vò.

Tieán haønh laøm saûn phaåm

o Ñaép sôïi vaø nhöïa leân töøng khuoân (ñaép treân silicone)

o Gheùp khuoân: gheùp caû 3 khuoân nhö hình veõ

o Sau khi thaùo khuoân, xöû lí choã gheùp noái baèng maøi, chaø nhaùm, phun sôn(gelcoat).

Thöïc hieän töông töï nhö coå, thaân, tay, chaân, cuõng nhö toaøn thaân, phaûi xaùc ñònhmaët phaân khuoân chuaån ñeå taïo ra saûn phaåm ñeïp.

IV.4. Saûn phaåm coù kích thöôùc lôùn

Vôùi caùc saûn phaåm coù kích thöôùc lôùn, khoâng taïo maãu maø laøm chæ laøm khuoân vaøtaïo saûn phaåm.

IV.4.1. Boàn truï, laùng trong, khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân


Tieán haønh laøm khuoân:

o Vaät lieäu laøm khuoân: baèng vaùn eùp moûng (2 – 3 mm, loaïi 1x2m; 1,2 x 2,4m),thanh goã 3x5 hoaëc 4x6, theo kích thöôùc sau:

1 2k

k

EH H E

o Coù 2 caùch laøm khuoân:

Caùch 1: laøm khuoân thaân, khuoân ñaùy, khuoân naép gheùp

* Khuoân thaân:

Khuoân thaân coù kích thöôùc hình chöõ nhaät = . k kx H

Chieàu daøi = Hk, chieàu roäng = . k

Caùch gheùp: duøng caây 3x5m hoaëc 4x6m ñoùng xung quanh vaùn eùp 1x2m nhö hìnhveõ thaønh töøng taám vaø gheùp laïi baèng caây keïp chöõ C (hoaëc khoan loã baét buloâng), voøngkieàng ôû hai ñaàu khuoân thaân coù daïng hình xeû ngaøm vaø oáng truï coù nan hoa.


Kích thöôùc cuûa voøng kieàng 2k a , vôùi a laø beà daøy cuûa vaùn eùp.

Cuoän troøn phaàn thaân hình chöõ nhaät, gaén vaøo ngaèm cuûa voøng kieàng vaø ñöôïc lieânkeát baèng ñinh chæ (ñeå laáy saûn phaåm khoâng bò hö khuoân), quaán giaáy kieáng cellofanxung quanh thaân, phun nöôùc thaám giaáy kieáng vaø duøng maùy saáy khoâ ñeå giaáy kieáng oâmsaùt vaøo khuoân, ta ñöôïc khuoân thaân.

Caùch laøm phaàn thaân boàn:

- Gaén caây truï vaøo loã truï cuûa voøng kieàng, ñöôïc ñôõ baèng thanh choáng.

- Ñaép sôïi - nhöïa baèng phöông phaùp vöøa quay vöøa ñaép.

- Laáy saûn phaåm ra khoûi khuoân: ñaàu tieân ta thaùo hai voøng kieàng ôû hai ñaàu,thaùo keïp chöõ C (hay buloâng) roài ta gôõ töø taám vaùn eùp thì ta ñöôïc saûn phaåm.

* Khuoân ñaùy: Laøm gioáng baûn veõ maãu.

Tieáp theo laø coâng ñoaïn gheùp phaàn thaân vaø ñaùy, naép; gia coá saûn phaåm; xöû lí vaøsöûa saûn phaåm.

Caùch 2: Chæ laøm hai khuoân naép vaø ñaùy (khoâng caàn laøm khuoân thaân)

Thay theá khuoân thaân baèng nhöõng taám phaúng lôùn composite, gheùp vôùi nhau saocho kích thöôùc hình chöõ nhaät cuûa noù coù dieän tích k kS x H (ñaép 1 – 2 lôùp mat ñeå

deã uoán).

Gheùp saûn phaåm cuõng nhö treân.

IV.4.2. Boàn coù hai maët laùng, khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân

Thöïc hieän gioáng nhö loaïi boàn moät maët laùng trong ôû treân, caàn laøm theâm moätkhuoân caùi cho naép vaø cho ñaùy.


Laùng maët ngoaøi cuûa thaân baèng caùch ñaép theâm moät lôùp composite loaïi laùng moätmaët, roài daùn vaøo thaân cuûa saûn phaåm.

Sau ñoù xöû lyù saûn phaåm baèng caùch treùt mattic vaøo caùc choã laép gheùp.

Trong tröôøng hôïp saûn phaåm hình truï quaù daøi, khoâng theå laøm khuoân ñöôïc (oángdaãn khí, daãn hôi, … ) thì laøm nhieàu ñoaïn oáng ngaén roài noái laïi.

Töông töï tröôøng hôïp saûn phaåm hình hoäp chöõ nhaät quaù daøi, khoâng theå laømkhuoân ñöôïc (oáng daãn khí, daãn hôi, … ) thì ta laøm nhieàu oáng hình hoäp chöõ nhaät ngaén noáilaïi.

IV.4.3. Saûn phaåm boàn hình hoäp chöõ nhaät khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân


Phaân tích maët phaân khuoân: goàm 3 maët, neân coù 4 khuoân nhö hình veõ, goàm: moätkhuoân naép vaø moät khuoân ñaùy, hai khuoân thaân theo maët caét ñoâi cuûa thaân theo ñöôøngcheùo hình chöõ nhaät.

Caùch laäp baûn veõ maãu, taïo maãu, taïo khuoân vaø taïo saûn phaåm nhö caùc tröôøng hôïptreân. Ñoái vôùi boàn hình chöõ nhaät khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân nhöng laùng maëttrong, laøm khuoân baèng vaùn, caây thaùo rôøi khoâng caàn taïo maãu nhö sau:

Ví duï: laøm hình hoäp chöõ nhaät 10x7x10 m

Phaân tích boàn hình hoäp chöõ nhaät coù 6 maët:

- 2 maët tröôùc vaø sau AA’B’B vaø CDD’C’ coù S1 = 10x10


- 2 maët hoâng laø AA’D’D vaø BCC’B’ coù S2 = 10x7

- maët ñaùy ABCD coù S3 = 10x7

- maët naép A’B’C’D’ coù S4 = 10x7

Vaät lieäu laøm khuoân: vaùn eùp moûng khoaûng 5mm, goã 3x5 mm, hoaëc 4x6mm

Chu vi ngoaøi cuûa vaùn eùp laø 1x2m, ñöôïc ñoùng khung chung quanh.

Gheùp töøng taám vaùn eùp laïi baèng keïp hoaëc buloâng phuø hôïp vôùi kích thöôùc cuûamaãu theo baûn veõ maãu ñaõ laäp.

Caùc böôùc tieáp theo gioáng nhö laøm boàn troøn khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân.

Tröôøng hôïp boàn hình hoäp chöõ nhaät khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân, coù theålaøm gioáng nhö boàn troøn 2 maët laùng khoâng coù ñoä nghieâng thoaùt khuoân.

Tröôøng hôïp khoâng caàn laøm khuoân laùng trong vaø ngoaøi, khoâng coù ñoä nghieângthoaùt khuoân.

Trong tröôøng hôïp naøy goàm 3 loaïi khuoân:

- khuoân 1: vaït xeùo 1 goùc 450 treân hai caïnh

- khuoân 2: vaït xeùo 1 goùc 450 treân moät caïnh

- khuoân 3: khoâng vaït goùc naøo

Laøm maãu, laøm khuoân nhö caùc phöông phaùp treân, gheùp caùc saûn phaåm baèng caùchkhoan loã ñònh vò ngay moái gheùp ôû moãi caïnh ñeå nöôùc khoâng bò ræ ra.


Ñoái vôùi nhöõng saûn phaåm roãng, nhoû, coù daïng troøn xoay hoaëc daïng baát kì (laùng 2maët trong vaø ngoaøi, khoâng duøng phöông phaùp ñaép tay maø duøng phöông phaùp quay litaâm)

Chuù yù: ñoái vôùi nhöõng daïng boàn vuoâng daãn hôi, daãn khí daøi thì ta laøm töøng boànnhoû gheùp laïi gioáng nhö laøm boàn troøn, daøi.

V. Ví duï: laøm boàn ñöïng nhieân lieäu coù hình daïng vaø kích thöôùc nhö sau:


Duøng taám phaân khuoân baèng vaùn eùp daùn xung quanh boàn ñeå chia boàn thaønh hai phaànbaèng nhau (ñoái xöùng).


qui trình laøm nöûa khuoân thöù nhaát.

Duøng caùc maûnh goã daùn vaøo taám phaân khuoân (naèm ôû nöûa phaàn khuoân thöù hai)ñeå coù theå ñôõ ñöôïc vaät lieäu laøm khuoân ôû nöûa khuoân thöù nhaát. Caùc maûnh goã naøy coùchieàu cao baèng nöûa boàn.


Tieáp theo laø giai ñoaïn laøm kín caùc khe hôû giöõa taám phaân khuoân vaø boàn.


Ñaàu tieân, boàn ñöôïc ñaùnh 5-7 lôùp wax. Sau ñoù duøng PVA thoa leân ñöôøng taâm cuûa boàn(ñöôøng phaân khuoân). Nöûa phaàn boàn coøn laïi ñöôïc daùn kín baèng baêng keo ñeå nhöïakhoâng dính vaøo. PVA ñöôïc laøm khoâ trong khoaûng 2-3 giôø.

Sau ñoù, ñaët boàn vaøo, duøng hoãn hôïp epoxy vaø cabosil ñeå laøm kín caùc khe hôû xungquanh giöõa boàn vaø taám phaân phaân (coù theå duøng ñaát seùt ñeå laøm kín). Taïo söï vöøa khítgiöõa boàn vaø taám phaân khuoân.


Sau khi ñoùng raén, taùch boàn ra khoûi taám phaân khuoân.


Duøng nöôùc aám ñeå röûa saïch PVA coøn laïi trong boàn.

Taïo beà maët phaúng vaø boùng baèng caùch duøng giaáy celophan daùn leân taám phaân khuoân vaøcaùc thaønh chaén. Duøng ñinh vit ñeå gaén thaønh (ñieàu naøy seõ giuùp deã thaùo ra).


Mold Construction - Day 2

Ñeå giöõ hai nöûa khuoân thaúng haøng duøng ñinh goã ôû 4 goùc.


.

Tieáp theo, phuû PVA leân toaøn boä boàn vaø taám phaân khuoân, ñeå PVA khoâ trong 1-2 giôø.


Vaät lieäu laøm khuoân bao goàm: nhöïa epoxy; maøu ñen vaø nhöïa epxy laøm khuoân.


Tæ leä troän nhöïa vaø chaát ñoùng raén laø 100 : 11. Sau khi troän nhöïa vaø chaát ñoùng raén, tatheâm maøu ñen (maøu ñen ñeå deã nhaän bieát söï thaám öôùt cuûa nhöïa epoxy). Troän kyõ hoãnhôïp ñeå khoâng taïo caùc veät maøu. Thôøi gian pot life khoaûng 20-25 phuùt.

Duøng coï ñeå queùt nhöïa ñuùc leân saûn phaåm. Ñeå nhöïa ñoùng raén trong 3 – 4 giôø (ñoùng raénhoaøn toaøn caàn 16 giôø).


Sau ñoù queùt moät lôùp nhöïa ñuùc epoxy, vaø hoãn hôïp epoxy + cabosil ñöôïc treùt xungquanh caùc goùc ôû thaønh vaø ôû boàn (traùnh taïo goùc 90o). Ñeå nhöïa ñoùng raén trong 2 giôøtröôùc khi phuû leân caùc lôùp roving.

Ñeå caùc lôùp roving ñoùng raén trong 2 giôø.


Troän caùt vaø nhöïa epoxy taïo hoãn hôïp hôi öôùt. Ñoå hoãn hôïp leân treân lôùp roving, duøng tayneùn hoãn hôïp thaät chaët. Ñeå hoãn hôïp ñoùng raén trong 1 giôø.

Cuoái cuøng seõ phuû 2 lôùp roving vôùi muïc ñích laøm khuoân phaúng vaø boùng. Do caùt huùt

nhöïa neân löôïng nhöïa ñöa vaøo phaûi nhieàu.

Ñeå khuoân ñoùng raén ít nhaát 3 ngaøy.



Nöûa khuoân thöù hai cuõng ñöôïc thöïc hieän töông töï.

Thaùo khuoân: ñaàu tieân thaùo caùc ñinh vít. Duøng dao nhöïa ñeå taùch caùc thaønh khuoân.


Hai nöûa khuoâ sau khi taùch ra, duøng nöôùc aám ñeå loaïi PVA dính laïi.


taïo saûn phaåm


Duøng phöông phaùp ñaép tay, nhöïa epoxy vaø sôïi roving. Thôøi gian ñaép nhöïa vaø sôïikhoaûng 30-40 phuùt.

Ñöôøng gheùp khuoân ñaép 5 lôùp, phaàn coøn laïi 3 lôùp.


Coù hai phöông phaùp gheùp saûn phaåm: gheùp khuoân vaø gheùp tröïc tieáp hai nöûa boàn. ÔÛñaây söû duïng phöông phaùp gheùp tröïc tieáp hai nöûa boàn.

Ñaàu tieân, caét boû phaàn saûn phaåm dö. Sau ñoù thaùo khuoân vaø ñaùnh boùng 2 ñöôøng gheùp.


duøng ngaøm keïp ñeå gheùp 2 nöûa boàn, sau ñoù treùt hoãn hôïp epoxy vaø cabosil vaøo ñöôøngnoái. Sau ñoù ñaép vaøi lôùp sôïi, vaø cuoái cuøng lôùp hoãn hôïp epoxy vaø cabosil.


Overall the tank came out pretty good. I will still go ahead and run some 3" fiberglasstape over the seam to make sure the tank is completely sealed. Then I will pressuretest the tank.

tl chuan khuon composite

Business