(Đồ án hcmute) ứng dụng công nghệ rtm chế tạo sản phẩm dạng tấm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RTM CHẾ TẠO SẢN PHẨM DẠNG TẤM GVHD: ThS TRẦN MINH THẾ UYÊN SVTH: BẠCH THẾ TÚ - 11143295 NGUYỄN XUÂN KIỂNG - 11143241 NGUYỄN MẠNH CƯỜNG - 11143316 NGUYỄN TRẦN PhÚ - 11143390 DIỆP MINH QUANG - 11143333 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 1/2016 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RTM CHẾ TẠO SẢN PHẨM DẠNG TẤM SVTH : BẠCH THẾ TÚ NGUYỄN XUÂN KIỂNG NGUYỄN MẠNH CƯỜNG NGUYỄN TRẦN PHÚ DIỆP MINH QUANG Khoá : 2011 - 2015 Ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY GVHD : ThS TRẦN MINH THẾ UYÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2016 an 11143295 11143241 11143316 11143390 11143333 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* Tp Hồ Chí Minh, ngày - tháng - năm 2015 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Bạch Thế Tú Nguyễn Xuân Kiểng Diệp Minh Quang Nguyễn Mạnh Cường Nguyễn Trần Phú Ngành: Công nghệ chế tạo máy Giảng viên hướng dẫn: ThS Trần Minh Thế Uyên MSSV: 11143295 11143241 11143333 11143316 11143390 Lớp: 11143cl2 ĐT: Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Ứng dụng công nghệ RTM chế tạo sản phẩm dạng Các số liệu, tài liệu ban đầu: sử đụng công nghệ RTM làm sản phẩm có kích thước 700x400x6 mm 297x210x6 mm Nội dung thực đề tài: chế tạo khuôn RTM cho sản phẩm dạng tạo sản phẩm dạng Sản phẩm: nhựa Composite TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Bạch Thế Tú MSSV: 11143295 Nguyễn Xuân Kiểng MSSV: 11143241 Nguyễn Mạnh Cường MSSV: 11143316 Diệp Minh Quang MSSS: 11143333 Nguyễn Trần Phú MSSV: 11143390 Ngành: Công nghệ chế tạo máy Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RTM CHẾ TẠO CÁC SẢN PHẨM DẠNG TẤM Họ tên Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Minh Thế Uyên NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại:……………………………………………………………………………… Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******* PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Bạch Thế Tú Nguyễn Xuân Kiểng Nguyễn Mạnh Cường Diệp Minh Quang Nguyễn Trần Phú Ngành: Công Nghệ Chế Tạo Máy MSSV: 11143295 MSSV: 11143241 MSSV: 11143316 MSSS: 11143333 MSSV: 11143390 Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RTM CHẾ TẠO MỘT SỐ SẢN PHẨM DẠNG TẤM Họ tên Giáo viên phản biện: PGS.TS Đỗ Thành Trung NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: ……………………………………………………………………………… Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2015 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii an LỜI CẢM ƠN Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, chúng em gặp nhiều khó khăn kiến thức lý thuyết cịn ít, kinh nghiệm thiết kế, chế tạo nhiều hạn chế, việc sử dụng phần mềm thiết kế chưa thục Thế nhưng, chúng em ln có sự hỗ trợ nhiệt tình từ q thầy khoa khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao, sự giúp đỡ chân thành bạn bè người thân Chính điều tạo điều kiện cho chúng em hồn thành đồ án Nay chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành tới: - Giảng viên TS Phạm Sơn Minh, PGS TS Đỗ Thành Trung, ThS Trần Minh Thế Uyên tận tình bảo, hướng dẫn, động viên cho chúng em suốt trình làm đồ án Với kinh nghiệm thiết thực mình, thầy giúp chúng em nhận hạn chế, sai sót để khắc phục sai sót có cách làm, bước hợp lý - Tất quý thầy cô khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh khuyến khích, tạo điều kiện, hỗ trợ kiến thức, kinh nghiệm cho chúng em thực đồ án tốt - Gia đình tồn anh chị em, bạn bè giúp đỡ từ vật chất đến tinh thần cho chúng em Nhóm sinh viên thực Bạch Thế Tú Nguyễn Xuân Kiểng Nguyễn Mạnh Cường Diệp Minh Quang Nguyễn Trần Phú iv an LỜI MỞ ĐẦU Composite vật liệu truyền thống có từ lâu đời, sử dụng rộng rãi từ lâu nước giới, mà chúng sử dụng nhiều Việt Nam hầu hết ngành, lĩnh vực kinh tế quốc dân Do đặc tính vượt trội nhẹ, độ chụi ăn mịn cao, tính tốt… Hiện người ta tìm cách thay vật liệu cũ vật liệu Composite nhằm tạo cấu trúc bền nhẹ vừa đảm bảo khả làm việc kết cấu với giá thành rẻ, phù hợp với công nghệ phát triển vật liệu ngày Bên cạnh Phương pháp gia cơng có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, phương pháp gia công bị chi phối tính chất vật liệu Polymer yêu cầu hình dáng,kích thước, tính chất sản phẩm cuối Việc lựa chọn phương pháp gia cơng thích hợp nói chung phực tạp, phải ý đến nhiều khía cạnh tính chất vật liệu ban đầu, yêu cầu chất lượng sản phẩm, yêu cầu lợi ích kinh tế … Vì nhóm chúng em định chọn đề tài “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RTM CHẾ TẠO MỘT SỐ SẢN PHẨM DẠNG TẤM” Vì có ưu điểm vượt trội sản phẩm khác, sản phẩm Composite hạn chế gây ô nhiễm mơi trường làm khn kín, tính cao, không cần cắt bavia gia công xong, không cần gia nhiệt thời gian điền đầy khuôn nhanh Tiến hành đổ nhựa vào khn theo kích thước sản phẩm lớn 700x400x6 mm, nhỏ kích thước 297x210x6 mm Với vật liệu nhựa polyester, thành phần cốt sợi thủy tinh chất xúc tác v an PREFACE Composite is a traditional material that has existed for a long time It is not only used widely in lots of countries in over the world, but also applied in most of all sectors of the national economy of Viet Nam due to outstanding features such as lightweight, high qualification of corrosive resistance and high mechanical properties At present, people are trying to replace traditional materials by Composite materials in order to create light, enduring structures but ensure their working abilities, as well as meet low price to fit with the technology of developing material Nowadays: Besides, processing methods can affect the quality of product Processing methods is dominated by the properties of Polymer materials as well as requirements on the shape and features of the final product The selection of appropriate processing methods is generally very complex because we have to pay attention to many aspects such as characteristics of original material, requirements for product quality, and requirements for economic benefits So we decided to group topics "RTM TECHNOLOGY APPLICATION PRODUCTS MANUFACTURING SOME FORM PLATE " Because it has remarkable advantages over other products, products Composite limited environmental pollutants as closed mold High mechanical properties, no cutting burrs when processing is complete, a time filled products fast Proceed down the plastic into the mold size larger rotor size 700x400x6mm, rotor size 297x210x6 mm With the base material is polyester resin composition is fiberglass reinforced and catalysts Ascending material layer in order to examine the influence of the material remains on the quality of composite materials vi an MỤC LỤC Trang Contents NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN II PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN III LỜI CẢM ƠN IV LỜI MỞ ĐẦU V PREFACE VI MỤC LỤC VII DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT XI DANH MỤC HÌNH ẢNH XI DANH MỤC BẢNG BIỂU XIV CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .1 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.3 Mục tiêu đề tài 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu .2 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu vii an 1.5 Phương pháp nghiên cứu .2 1.5.1 Cơ sở phương pháp luận 1.5.2 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể 1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu Composite 2.1.1 Khái niệm: 2.1.2 Lịch sử hình thành phát triển 2.1.3 Ưu điểm .5 2.2 Phân loại Composite .5 2.2.1 Phân loại theo hình dạng 2.2.2 Phân loại theo chất, thành phần 2.3 Cấu tạo vật liệu Composite .5 2.3.2 Xúc tác – Xúc tiến 2.3.1 Vật liệu cốt (Sợi gia cường) 10 2.3.2 Chất chống dính .12 2.4 Ứng dụng Composite 13 2.4.1 Thế giới 13 2.4.2 Trong nước 13 2.4.3 Tầm quan trọng Composite 13 2.5 Công nghệ RTM 15 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH SẢN PHẨM CẦN THIẾT KẾ KHUÔN 18 3.1 Công dụng sản phẩm .18 3.2 Đặc điểm hình dạng, kết cấu sản phẩm .18 3.3 Yêu cầu kỹ thuật sản phẩm 18 3.4 Vật liệu sản phẩm 18 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ RTM 20 viii an CHƯƠNG 5: NHỮNG LỖI CỦA SẢN PHẨM VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 5.1 Nhựa khơng điền đầy khn Hình 1: Nhựa không điền đầy khuôn  Nguyên nhân - Lượng nhựa pha nhỏ thể tích sản phẩm - Hệ thống khí khơng phù hợp nên nhựa trào theo lỗ khí làm ta tưởng khuôn  Biện pháp khắc phục - Tính lại thể tích sản phẩm pha lại lượng hỗn hợp Polyester cho phù hợp - Thiết kế lại hệ thống khí 66 an 5.2 Nhựa đơng trước khơng vào hết vào khn Hình 2: Nhựa đơng chưa vào hết lịng khn  Nguyên nhân - Tỉ lệ pha chất xúc tác với Polyester không hợp lý - Hệ thống dẫn nhựa vào khuôn nhỏ làm thời gian nhựa điền đầy khuôn kéo dài - Áp suất không đủ để ép nhựa vào khn làm tốc dịng chạy q thấp làm thời giân điền đầy khuôn kéo dài - Do hệ thống ống dẫn bị nghẹt mà ta làm nhựa không vào khuôn chậm  Biện pháp khắc phục - Chọn lại tỉ lệ pha chất xúc tác cho phù hợp - Tăng tiết diện ông dẫn - Điều chỉnh lại áp suất tăng số cổng vào nhựa - Xem lại hệ thống ống dẫn 5.3 Xuất bọt khí sản phẩm - Bọt khí xuất sản phẩm làm cho sản phẩm giảm tính nhiều Đa số hư hỏng đểu xảy vị trí xuất nhiều bọt khí 67 an Hình 3: Xuất bọt khí sản phẩm  Nguyên nhân - Nhựa chưa hút hết chân khơng bình chứa trước cho vào khuôn - Tốc độ chảy nhựa nhanh làm khí khn khơng kịp - Tốc độ đơng cứng q nhanh làm bọt khí chưa kịp ngồi - Thiết kế hệ thống khí chưa phù hợp  Biện pháp khắc phục - Hút chân khơng kỹ cho nhựa vào bình - Giảm tốc độ dòng chảy - Giảm lượng chất xúc tác - Thiết kế lại hệ thống khí 5.4 Sản phẩm bị nứt, cong vênh - Trên sản phẩm có đường nứt 68 an Hình 4: Sản phẩm bị nứt, cong vênh  Nguyên nhân - Do lấy sản phẩm sớm, bên sản phẩm chưa đông - Pha nhiều chất xúc tác  Biện pháp khắc phục - Để sản phẩm khơ hồn tồn lấy sản phẩm - Pha tỉ lệ chất xúc tác 69 an CHƯƠNG 6: GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO SẢN PHẨM DẠNG TẤM LỚN 6.1 Đặt vấn đề - Công nghệ đại yếu tố thúc đẩy kinh tế phát triển Một đất nước có kinh tế phát triển địi hỏi phải có công nghệ đại tuong ứng - Để chế tạo thiết bị đại vậy đòi hỏi phải có nguồn đầu tư khổng lồ Nếu mua cơng nghệ số tiền bỏ khơng nhỏ mà kinh phí chế tạo khơng Một doanh nghiệp muốn đứng vững đòi hỏi phải có khoản đầu tư hợp lý để thu hồi vốn lợi nhuận cho công ty - Đối với sản phẩm dạng địi hỏi phải có kích thước lớn Nếu ta sử dụng phương pháp cán kích thước khơng xác Nếu ta muốn sản phẩm lớn mà kích thước lại xác khó - Đúc phương pháp gia công không phoi mà độ xác phụ thuộc vào khn Nếu khn xác sản phẩm xác Nhưng sản phẩm dạng dài 2m khn phải lớn 2m với cơng nghệ máy gia công chiều dài 2m độ xác cao Vậy phải dùng máy đơn giản gia cơng khn dài 2m có độ xác? 6.2 Giải vấn đề - Để giải vấn đề nhóm e nghiên cứu đưa giải pháp để gia cơng khn dạng kích thước lớn cho cơng nghệ RTM ùng phương pháp lắp ghép khuôn - Lắp ghép khuôn phương pháp tạo khn lớn từ miếng có kích thước nhỏ Nếu khn dài 2m chia làm miếng miếng 0.5m lúc có nhiều máy gia cơng kích thước 6.3 Định vị miếng ghép với - Để định vị miếng ghép với ta cần phải khống chế bậc tự chúng vậy nhóm e chọn dùng chốt trụ ngắn, trốt trám mặt phẳng để khống chế bậc tự chúng 70 an Hình 1: Lỗ dùng định vị miếng ghép khn - Trên miếng ghép khn có khoan lỗ dùng để định vị miếng với Hình 2: Miếng ghép gắn chốt trụ ngắn chốt trám - Một lỗ sử dụng chốt trụ ngắn định vị bậc tự (tịnh tiến theo phương OZ OY) Một lỗ sử dụng chốt trụ ngắn định vị bậc tự (xoay quanh OX) Mặt phẳng định vị bậc tự (tịnh tiến theo OX, xoay quanh OZ, xoay quanh OY) 71 an Hình 3: Các miếng khn ghép với 72 an CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận: Đã chế tạo thành công khn mẫu cho sản phẩm : Kích thước khn Khuôn lớn Khuôn nhỏ Chiều dài (mm) 760 357 Chiều rộng (mm) 460 270 Chiều dày (mm) 40 50 Bảng 1: Kích thước khn mẫu Khả điền đầy lịng khn Khn lớn Khn nhỏ Tốt Tốt Ngậm bọt khí Ít xuất Ít xuất sản phẩm Chất lượng sản Tốt Tốt phẩm Bảng 2: Đánh giá trình chế tạo sản phẩm - - Khi tăng áp suất nén vơ khn sản phẩm ngậm bọt khí hơn, bề mặt sản phẩm láng bóng Sản phẩm dạng khả điền đầy, tạo bề mặt láng bóng tốt Các sản phẩm tạo cịn ngậm bọt khí sản phẩm kích thước nhỏ, thới gian điền đầy khn q nhanh, nên bọt khí cịn bị giữ lại sản phẩm Có thể chế tạo sản phẩm dạng lớn với kích thước xác Có thể thúc đẩy q trình đơng cứng sản phẩm gia nhiệt, giúp giảm thời gian tạo thành sản phẩm nhanh Vật liệu cốt có ảnh hưởng lớn đến trình điền đầy khn vậy ta nên chọn vật liệu phú hợp chế tạo Tỷ lệ pha trộn Polyester 6120 chất đóng rắn MEKP pha trộn với tỉ lệ 0.1%, thay đổi tỷ lệ để tăng giảm thời gian đóng rắn, tùy vào sản phẩm lớn hay nhỏ ta chọn tỷ lệ thích hợp tránh tình trạng đơng cứng thiết bị polyester đơng cứng q nhanh Mẫu vật liệu có thành phần cốt sợi thủy tinh dạng cứng giịn 73 an - Giải pháp cơng nghệ tạo khn lớn mà đạt độ xác cao 7.2 Kiến nghị: - Thao tác làm tay nhiều, cần cải thiện tự động hóa để sản phẩm đạt chất lượng - Chưa thử tính sản phẩm - Thử thêm nhiều vật liệu vật liệu cốt khác - Khi làm quy trình RTM nên sử dụng đồ bảo hộ lao động 7.3 Hình ảnh số sản phẩm Hình 1: Sản phẩm 74 an Hình 7.2: Sản phẩm Hình 7.3: Sản phẩm 75 an Hình 7.4: Sản phẩm 76 an Hình 5: Sản phẩm Hình 6: Sản phẩm 77 an Hình 7: Sản phẩm 78 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Nguyễn Đăng Cường, 2005 “Composite sợi thủy tinh ứng dụng”, nhá xuất khoa học kỹ thuật [2] Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức, 2002 “Vật liệu Composite học công nghệ” Nhá xuất khoa học kỹ thuật [3] Trần Quốc Hùng (2012) “Giáo Trình Dung Sai Kỹ Thuật Đo” Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh [4] Đỗ Thành Trung, “Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Cốt Sợi Gấp Nếp Đến Ứng Suất Uốn Của Tấm Composite” [5] Phạm Xuân Minh, Trần Thế Minh Uyên, 2013 “Bài giảng Thiết kế - chế tạo khuôn ép Nhựa” Tiếng anh [6] Timmothy G.Gutowski, “Advanced Comvanced Manufacturing”, John Wiley & Sons, INC Khác - http://vi.wikipedia.org/wiki/V%E1%BA%ADt_li%E1%BB%87u_Composie - http://drctalk.com/threads/mot-so-ung-dung-vat-lieu Composite.18.html# U8YhMotcUt1 - http://www.vacmobiles.com/?gclid=CjkKEQjwk9CcBRDEopHmnZa5td8BE iQAr2 BckOm8WDOitc75Q0xGeIyqaLFUQNgzIlMtX4ZNXhVc6Xw_wcB 79 an S an K L 0 ... tài: Ứng dụng công nghệ RTM chế tạo sản phẩm dạng Các số liệu, tài liệu ban đầu: sử đụng công nghệ RTM làm sản phẩm có kích thước 700x400x6 mm 297x210x6 mm Nội dung thực đề tài: chế tạo khuôn RTM. .. lượng sản phẩm, u cầu lợi ích kinh tế … Vì nhóm chúng em định chọn đề tài ? ?ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ RTM CHẾ TẠO MỘT SỐ SẢN PHẨM DẠNG TẤM” Vì có ưu điểm vượt trội sản phẩm khác, sản phẩm Composite hạn chế. .. Khuôn RTM công nghệ RTM phận quan trọng Nó có nhiệm vụ tạo hình dáng cho sản phẩm Lịng khn cho sản phẩm vậy Bề mặt sản phẩm chất lượng sản phẩm phụ thuốc chủ yếu vào khuôn - Khuôn cho sản phẩm dạng