Transcript 6.7. Phương pháp đùn

CHƯƠNG 6
http://www.netcomposites.com/composite-guide-manufacturing.html
Các phương pháp chính

Phương pháp gia công bằng tay (hand lay-up)

Phương pháp túi chân không

Phương pháp phun (spray lay-up)

Đúc chuyển nhựa (Resin Transfer Moulding)

Đúc chuyển nhựa có sự trợ giúp của bơm chân không (Vacuum
Asisstant Resin Transfer Moulding-VARTM)

Phương pháp quấn sợi (Filament Winding)

Phương pháp đùn (Extrusion process)

Đúc tiêm (Injection moulding)

Đúc tiêm nhựa (Resin Injection Moulding)

Sheet Moulding Compound (SMC)
6.1. Hand Lay-up
3
6.1. Hand Lay-up
4
6.1. Hand Lay-up
Tạo khuôn
Chống dính
Đắp sợi
Tẩm nhựa
Tạo lớp …
Tháo sản phẩm
Đóng rắn
5
6.1. Hand Lay-up

Ưu điểm.
 Thiết kế linh động, dễ dàng thay đổi
 Chi phí đầu tư dụng cụ, thiết bị thấp
 Hàm lượng sợi cao và phù hợp với sợi dài

Nhược điểm
 Sản phẩm chỉ có một bề mặt nhẵn
 Thời gian đóng rắn thường dài
 Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào kỹ năng thao tác
 Vấn đề an toàn sức khoẻ, nhựa dùng trong pp này thường có
KLPT thấp nên mức độ độc hại cao hơn, dễ thấm vào áo quần…
 Nhựa yêu cầu có độ nhớt thấp, ảnh hưởng đến tính chất cơ học,
tính chất nhiệt do yêu cầu lượng chất pha loãng (VD: styren)
thích hợp.
6
6.2. Phương pháp túi chân không

Vật liệu lớp được gia công bằng tay theo phương pháp ướt

Màng chất dẻo (nilon) bọc lên khuôn và không khí được tháo ra nhờ bơm

Lượng nhựa thừa được loại bỏ dưới tác dụng của bơm chân không.
7
6.2. Phương pháp túi chân không

Ưu điểm.
 Hàm lượng lỗ bọt ít
 Thấm ướt của nhựa lên sợi tốt hơn nhờ áp suât chân
không, lượng nhựa thừa sẽ được loại bỏ, do vậy hàm
lượng sợi cao hơn phương pháp gia công bằng tay
 An toàn cho sức khoẻ: Túi chân không sẽ làm giảm lượng
chất bay hơi giải phóng khi đóng rắn

Nhược điểm
 Quá trình tạo chân không làm tăng giá thành sản phẩm
 Đòi hỏi kỹ năng thao tác cao hơn
8
6.3. Phương pháp phun
9
6.3. Phương pháp phun
Sợi được cắt ngắn ngay trong súng phun, được phun đồng thời với
nhựa lên khuôn. Để sản phẩm đóng rắn hoàn toàn mới tháo khuôn
10
6.3. Phương pháp phun

Ưu điểm.
 Nhanh, chi phí dụng cụ thấp

Nhược điểm
 Hàm lượng nhựa cao
 Chỉ chế tạo được composite sợi ngắn
 Nhựa cần có độ nhớt thấp khi phun, ảnh hưởng đến tính
chất cơ nhiệt của sản phẩm; cùng với hàm lượng styren
cao, dễ ảnh hưởng đến điều kiện làm việc của công nhân.
11
6.4. Đúc chuyển nhựa
12
6.4. Đúc chuyển nhựa
13
6.4. Đúc chuyển nhựa
14
6.4. Đúc chuyển nhựa

Vật liệu:
 Nhựa: epoxy, polyester, vinylester và phenolic; có thể đóng rắn trong điều kiện
nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao.
 Sợi: bất kỳ loại vật liệu dệt nào nếu đảm bảo điều kiện có khoảng trống cho phép
dòng nhựa lỏng đi qua. Một số loại vải được phát triển riêng hỗ trợ cho dòng
nhựa lỏng.

Ưu điểm.
 Vật liệu lớp được tạo thành với tỷ lệ sợi cao, lỗ bọt ít
 Khống chế được vấn đề môi trường
 Giảm nhân công
 Hai mặt của sản phẩm được định dạng theo bề mặt khuôn

Nhược điểm
 Trang thiết bị đắt tiền
 Phù hợp với sản phẩm kích thước nhỏ
15
6.5. Đúc chuyển nhựa với bơm chân không
16
6.5. Đúc chuyển nhựa với bơm chân không

Mô tả:
Cốt được xếp lớp như ở RTM, sau đó được phủ bằng 1 lớp chống dính và 1 lớp
dệt phi cấu trúc. Toàn bộ được bọc kín tạo chân không và nhựa được chuyển vào
các lớp nhờ chân không.

Lựa chọn vật liệu:
 Nhựa: epoxy, polyester, vinylester
 Sợi: Các loại vải thông thường đảm bảo khả năng chuyển nhựa.

Ưu điểm:
 Như phương pháp RTM, nhưng chỉ có 1 mặt được định hình bằng bề mặt khuôn.
 Chi phí dụng cụ thấp hơn nhiều, yêu cầu độ bền khuôn không cao.
 Có thể đúc được kết cấu lớn.

Nhược điểm:
 Nhựa phải có độ nhớt rất thấp, nên đặc tính cơ học giảm.
 Các vùng không thấm nhựa có thể gây ra phế phẩm.

Các ứng dụng điển hình:
Thuyền buồm, thuyền du lịch nhỏ bán thành phẩm; các kết cấu thân vỏ ô tô, tàu hỏa.
17
6.6. Phương pháp quấn sợi
18
6.6. Phương pháp quấn sợi

Mô tả:
Dùng sản xuất những sản phẩm dạng trụ rỗng, mặt cắt hình tròn hoặc oval. Sợi đi
qua bể nhựa được quấn vào trống (điều chỉnh cơ chế quay, tốc độ quay,..)

Lựa chọn vật liệu:
 Nhựa: epoxy, polyester, vinylester
 Sợi: Các loại sợi thông thường.

Ưu điểm:





Nhanh, hiệu quả kinh tế cao
Tỷ lệ sợi/nhựa có thể điều chỉnh được khi sợi đi qua bể nhựa
Giá thành sợi giảm thiểu do không qua công đoạn dệt sợi thành vải
Tính chất của sản phẩm tốt do có thể điều chỉnh phương của sợi phù hợp.
Nhược điểm:




Hạn chế ở một số dạng sản phẩm nhất định (rỗng, mặt cắt tròn, oval,..)
Khó điều chỉnh chính xác vị trí sợi dọc theo chiều dài sản phẩm
Giá thành trống đối với những sản phẩm lớn là rất cao
Yêu cầu nhựa có độ nhớt thấp nên ảnh hưởng tính chất cơ học và vấn đề an
toàn sức khoẻ
19
6.7. Phương pháp đùn
20
6.7. Phương pháp đùn

Mô tả:
Trong quá trình đi qua vít tải, nhựa nóng chảy ngấm vào sợi vụn. Hỗn hợp sợi nhựa
được ép qua khuôn định hình.
Thường áp dụng với nhựa nhiệt dẻo để chế tạo các kết cấu có dạng thanh định hình.

Lựa chọn vật liệu:
 Nhựa: epoxy, polyester, vinylester
 Sợi: Các loại sợi thông thường.

Ưu điểm:





Nhanh, hiệu quả kinh tế cao
Tỷ lệ sợi/nhựa có thể điều chỉnh được khi sợi đi qua bể nhựa
Giá thành sợi giảm thiểu do không qua công đoạn dệt sợi thành vải
Tính chất của sản phẩm tốt do có thể điều chỉnh phương của sợi phù hợp.
Nhược điểm:




Hạn chế ở một số dạng sản phẩm nhất định (rỗng, mặt cắt tròn, oval,..)
Khó điều chỉnh chính xác vị trí sợi dọc theo chiều dài sản phẩm
Giá thành trống đối với những sản phẩm lớn là rất cao
Yêu cầu nhựa có độ nhớt thấp nên ảnh hưởng tính chất cơ học và vấn đề an
toàn sức khoẻ
21
6. . Phương pháp kéo định hình
22
6.7. Phương pháp đùn
23
6.7. Phương pháp đùn
24
6.7. Phương pháp đùn
25
6.6. Phương pháp quấn sợi

Mô tả:
Dùng sản xuất những sản phẩm dạng trụ rỗng, mặt cắt hình tròn hoặc oval. Sợi đi
qua bể nhựa được quấn vào trống (điều chỉnh cơ chế quay, tốc độ quay,..)

Lựa chọn vật liệu:
 Nhựa: epoxy, polyester, vinylester
 Sợi: Các loại sợi thông thường.

Ưu điểm:





Nhanh, hiệu quả kinh tế cao
Tỷ lệ sợi/nhựa có thể điều chỉnh được khi sợi đi qua bể nhựa
Giá thành sợi giảm thiểu do không qua công đoạn dệt sợi thành vải
Tính chất của sản phẩm tốt do có thể điều chỉnh phương của sợi phù hợp.
Nhược điểm:




Hạn chế ở một số dạng sản phẩm nhất định (rỗng, mặt cắt tròn, oval,..)
Khó điều chỉnh chính xác vị trí sợi dọc theo chiều dài sản phẩm
Giá thành trống đối với những sản phẩm lớn là rất cao
Yêu cầu nhựa có độ nhớt thấp nên ảnh hưởng tính chất cơ học và vấn đề an
toàn sức khoẻ
26