Bài giảng chương 6 chế tạo

Bài giảng chương 6 chế tạo

CHẾ TẠO

CH ƯƠNG 6

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

6.1 Hand Lay-up

6.1 Hand Lay-up

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

6.2 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

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

6.3 Phương pháp phun

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

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.

6.4 Đúc chuyển nhựa

6.4 Đúc chuyển nhựa

6.4 Đúc chuyển nhựa

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

6.5 Đúc chuyển nhựa với bơm chân không

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

6.6 Phương pháp quấn sợi

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

6.7 Phương pháp đùn

 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

6 Phương pháp kéo định hình

6.7 Phương pháp đùn

6.7 Phương pháp đùn

6.7 Phương pháp đùn

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