luân văn tốt nghiệp tìm hiểu vật liệu composite

luân văn tốt nghiệp tìm hiểu vật liệu composite

MỤC LỤC Trang Chương TỔNG QUAN 1.1 COMPOSITE 1.1.1 Vật liệu composite 1.1.2 Phân loại 1.1.2.1 Composite polyme 1.1.2.2 Composite gốm 1.1.2.3 Composite kim loại 1.1.2.4 Composite cacbon - cacbon 1.1.3 Tính chất vật liệu composit 1.1.3.1 Tính học: 1.1.3.2 Tính quang học: 1.1.3.3 Tính nhiệt học: 1.1.3.4 Tính hóa học: 1.1.3.5 Tính điện: 1.1.3.6 Tính bền lâu: 1.1.3.7 Các tính khác 10 1.1.4 Ứng dụng: 10 1.2 XƠ DỪA 10 Chương 13 NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG TRONG COMPOSITE NỀN POLYME (NỀN POLYME LÀ NHỰA NHIỆT RẮN) 13 2.1 NHỰA 13 2.1.1 Tính chất nhựa 13 2.1.1.1 Tính lý 13 2.1.1.2 Tính kết dính 13 2.1.1.3 Tính chất dai 13 2.1.1.4 Tính chất chịu mơi trường hệ nhựa 13 2.1.2 Các lọai nhựa nhiệt rắn 14 2.1.2.1 Polyeste 14 2.1.2.2 Nhựa Polyester bất bão hòa (chưa no): 15 2.1.2.2.1 Gelcoat 15 2.1.2.2.2 Nhựa dùng để đắp 18 2.1.2.3 Nhựa Epoxy 24 2.2 XÚC TÁC – XÚC TIẾN 25 2.2.1 Xúc tác 25 2.2.1.1 Xúc tác Peroxide 26 2.2.1.2 Xúc tác azo diazo 27 2.2.2 Chất xúc tiến 27 2.2.2.1 Xúc tiến kim loại 28 Trang- - 2.2.2.2 Amin bậc ba 28 2.2.2.3 Mercaptan 28 2.3 CHẤT PHA LOÃNG 28 2.3.1 Styrene 29 2.3.2 Vinyl toluene 30 2.3.3 Metyl meta acrylate 30 2.3.4 Diallyl phthalate 30 2.4 CHẤT RĨC KHN, CHẤT LÀM KÍN 30 2.4.1 Chất róc khn 31 2.4.2 Chất làm kín 31 2.5 VẬT LIỆU GIA CƯỜNG 31 2.5.1 Dạng sợi 31 2.5.1.1 Sợi hữu 31 2.5.1.2 Sợi vô (Sợi thuỷ tinh) 33 2.5.1.3 Các loại sợi khác: 34 2.5.1.3.1 Gia cường sợi thực vật: 34 2.5.1.3.2 Sợi khoáng amiăng 34 2.5.2 Dạng hạt 34 2.5.2.1 Calci carbonate 35 2.5.2.2 Hạt thuỷ tinh 35 2.5.2.3.đất sét 36 2.5.2.4 Nhôm hydroxide 36 Chương 37 KỸ THUẬT ĐẮP TAY (Hand Lay-Up) 37 3.1 GIỚI THIỆU 37 3.2 PHƯƠNG PHÁP 37 3.3 NGUYÊN VẬT LIỆU 37 3.3.1 Chất róc khn chất làm kín 37 3.3.2 Một số loại gelcoat dùng hand lay-up 38 3.3.3 Nhựa dùng công nghệ hand lay-up 39 3.3.4 Hệ Đóng rắn 39 3.4 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ 39 3.4.1 Khuôn 39 3.4.2 Thiết bị trộn chuẩn bị 40 3.5 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 40 3.6 THUẬN LỢI VÀ HẠN CHẾ CỦA PHƯƠNG PHÁP đắp TAY 41 3.7 TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA SẢN PHẨM đắp TAY 42 Chương 43 CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN 43 4.1 PHÂN LOẠI KHUÔN 43 4.1.1 Theo cách lấy khuôn 43 4.1.1.1 Khuôn đơn 43 4.1.1.2 Khuôn nhiều mảnh 43 4.1.2 Theo yêu cầu sản phẩm 43 4.1.2.1 Khuôn mặt láng 43 4.1.2.2 Khuôn mặt láng 43 4.1.3 Theo hình dạng khn 43 4.1.3.1 Khn đực 43 4.1.3.2 Khuôn 44 4.1.3.3 Khuôn kết hợp (khuôn nén) 44 4.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU LÀM NGUỘI 44 4.2.1 Lựa chọn phương pháp 44 4.2.2 Vật liệu làm khuôn 47 4.2.2.1 Thạch cao 47 4.2.2.2 Vật liệu polymer 47 4.2.2.3 Khuôn gỗ 49 4.2.2.4 Kim loại 49 4.2.2.4.1 Nhôm (Aluminum) 49 4.2.2.4.2 đồng (Copper) 50 4.2.2.4.3 Kẽm (Zenic) 50 4.2.2.4.4 Thép 50 4.3 Qui trình làm khuôn composite 52 4.3.1 Lập vẽ sản phẩm 53 4.3.2 Làm mơ hình sản phẩm 53 4.3.3 Chép khuôn 54 4.3.3.1 Chuẩn bị 54 4.3.3.2 Chép khuôn 55 4.3.4 Bảo trì khn 56 4.3.4.1 đánh bóng khn 56 4.3.4.2 Qt chất róc khn 57 4.3.4.3 Sửa chữa 57 4.3.5 Xem xét việc làm khn đặc biệt 57 4.3.5.1 Khuôn nhiều mảnh 57 4.3.5.2 Các phương pháp chép khuôn yêu cầu đặc biệt 58 4.3.6 Làm sản phẩm 58 4.3.6.1 Lựa chọn nguyên liệu 58 4.3.6.2 Quá trình thực 59 4.3.7 Gia cố khuôn 62 Chương TỔNG QUAN 1.1 COMPOSITE 1.1.1 Vật liệu composite Composite vật liệu ñược tổng hợp từ hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên vật liệu mới, ưu việt bền so với vật liệu ban đầu.Sản phẩm tạo có tính chất đặc biệt mà vật liệu ban đầu khơng có Vật liệu composite bao gồm có cốt: _ Vật liệu ñảm bảo cho việc liên kết cốt lại với nhau, tạo cho vật liệu gồm nhiều thành phần có tính ngun khối, liên tục, đảm bảo cho composite có độ bền nhiệt, bền hóa học khả chịu đựng vật liệu có khuyết tật Vật liệu composite polyme, kim loại hợp kim, gốm cacbon _ Vật liệu cốt đảm bảo cho composite có mơ đun ñàn hồi ñộ bền học cao Các cốt composite hạt ngắn, bột sợi cốt sợi thủy tinh, sợi polyme, sợi gốm, sợi kim loại sợi cacbon Ưu ñiểm lớn composite thay đổi cấu trúc hình học, phân bố vật liệu thành phần để tạo vật liệu có độ bền theo mong muốn 1.1.2 Phân loại Căn tính chất vật liệu nền, composit ñược chia làm loại: Composite polyme Composite gốm Composite kim loại hợp kim Coposit cacbon - cacbon (cả cốt sợi ñều cacbon) 1.1.2.1 Composite polyme Composite polyme ñược chế tạo có đặc tính lý cao kim loại, nhẹ kim loại, cách nhiệt, cách ñiện tốt bền với tác nhân hóa học mơi trường Ví dụ: ống dẫn dầu khí d =100 mm, có trọng lượng khoảng - kg/m khai thác sử dụng từ 50 - 70 năm; ống thép đường kính ñộ dày, nặng gấp - lần sử dụng ñược từ - 10 năm hay bị gỉ Vật liệu composite polyme ñang ñược thay cho kim loại ñể chế tạo chi tiết thân, vỏ máy bay, tên lửa, thân vỏ ñộng cơ, khung, dầm, vách ngăn máy bay Năm 1991, composite chiếm có 3% khối lượng, ñến năm 2000 ñã chiếm ñến 65% khối lượng máy bay Composite polyme cịn ứng dụng làm ống dẫn dầu khí, hóa chất, thân vỏ chi tiết ôtô thiết bị khác ngành chế tạo máy ðể nâng cao tính lý giảm trọng lượng vật liệu, xu hướng dùng sợi cacbon làm cốt cho composite polyme ñang ñược áp dụng phát triển rộng rãi Composite polyme sợi cacbon có hệ số giãn nở nhiệt thấp, ñộ cứng cao nên ñược dùng ñể chế tạo loại ăng ten cần ổn định cao kích cỡ, hình dáng điều kiện xạ khơng Sợi cacbon tương thích tốt với mơ thể sống composite polyme sợi cacbon cịn ñược dùng chế tạo phận thay thể người xương, chất hàn răng, vỏ hộp sọ Các loại vải cacbon băng vết bỏng làm cho chúng mau lành gỡ lại róc, khơng gây thương tổn Loại vải cacbon dùng y học ñã ñược nhà khoa học Việt Nam phối hợp với nhà khoa học Viện NIGRAPHIT (Liên bang Nga) sản xuất ứng dụng thành công Việt Nam Nhược ñiểm lớn composite polyme kết cấu chịu nhiệt độ cao có ñộ bền không lớn Việc bổ sung phụ gia bột kim loại, bột gốm, bột cacbon vào polyme nâng cao đặc tính lý độ bền, độ cứng, độ mài mịn loại vật liệu composit 1.1.2.2 Composite gốm ðối với composite gốm: việc ñưa cốt sợi sợi kim loại góp phần hạn chế tính giịn gốm Hiện vật liệu composite gốm cốt sợi kim loại oxit kim loại, sợi gốm, sợi cacbon phát triển mạnh Composite gốm vật liệu có độ cứng cao, bền nén cao, có tính cách nhiệt, cách điện cao, chịu mài mịn bền hóa học nên ñược dùng phổ biến chế tạo máy chịu ñược nhiệt ñộ lên tới 2.000 - 2.500 K, chế tạo ñệm chịu nhiệt trục cánh quạt tua bin ñộng ăng ten mũi vật thể bay vũ trụ cần phải thu hồi trở trái đất, mũi nắn dịng tên lửa, 1.1.2.3 Composite kim loại Composite kim loại ñược ứng dụng phát triển ngày mạnh mẽ, mang lại hiệu kinh tế, kỹ thuật cao khí - chế tạo máy Vật liệu composit kim loại có kim loại hợp kim, cịn phần cất kim loại phi kim loại Cốt composit kim loại loại sợi có độ bền cao mo ñun ñàn hồi cao nhằm làm tăng tính lý cho composite Composite kim loại có tiêu lý cao ổn ñịnh, bền nhiệt khoảng nhiệt ñộ cao thời gian lớn nhiều so với polyme Một ví dụ phổ biến composit kim loại vật liệu nhôm - bo (nền nhơm, cốt sợi bo), ứng dụng nhiều hàng khơng Ở Mỹ, vật liệu sử dụng chế tạo máy bay F 106A, cho phép giảm trọng lượng máy bay, tăng ñược 115% tải trọng hữu ích mà khơng ảnh hưởng đến tốc độ tầm bay Việc dùng composite nhơm - bo máy bay IL-62 Nga cho phép giảm ñược 17% trọng lượng, giữ ñược tính bay khác ðể chế tạo vật liệu composite kim loại nhẹ, người ta hay dùng sợi cacbon nhơm Mặc dù composite nhơm - cacbon có độ bền không cao nhiều so với hợp kim nhơm tốt lại nhẹ có độ cứng gấp 2,5 lần so với hợp kim nhôm, có độ bền mỏi cao Trang- - (như titan, thép hợp kim) có hệ số giãn nở nhiệt thấp khoảng 2930 673 K ðây vật liệu lý tưởng ñể chế tạo chi tiết chịu tải lực nhiệt cao vỏ tua bin, ống xả ñộng máy bay tên lửa Sợi cacbon ñược dùng làm cốt cho kim loại ñồng, chì, kẽm ñể chế tạo chi tiết cho ngành khí chế tạo máy địi hỏi lâu mịn, hệ số ma sát bé, tính dẫn điện, chịu nhiệt có khả bảo tồn tính chất lý nóng Ví dụ, composite chì - cacbon có độ bền mo ñun ñàn hồi cao gấp 10 lần chì thơng thường Composite kim loại đồng bạc với cốt vonfram molipđen dùng để chế tạo cơng tắc điện khơng mịn cho dịng ñiện mạnh, ñiện thể cao Composit kim loại rôm niken, cốt sợi kim loại phân tán oxit nhôm composite kim loại khác với hợp kim bền nhiệt cốt sợi kim loại khó nóng chảy vật liệu lý tưởng ñể chế tạo chi tiết máy bền nhiệt tua bin khí Composite kim loại giữ vị trí quan trọng cơng nghiệp quốc phòng 1.1.2.4 Composite cacbon - cacbon Composite cacbon - cacbon vật liệu có cốt sợi cacbon sở cacbon Nền cacbon có tính chất lý nhẹ tương tự sợi cacbon nên kết hợp với sợi cacbon cho loại vật liệu siêu bền, siêu nhẹ Thơng thường, để đưa ñược kg lên vũ trụ tiêu tốn khoảng 20.000 30.000 USD, việc phát triển ứng dụng vật liệu cacbon - cacbon vũ trụ ñã trở thành xu hướng chủ ñạo năm gần ñây Năm 1985, việc phát cacbon C60 (fulleren) ñã mở chân trời lĩnh vực vật liệu siêu bền, siêu nhẹ Một số nơi giới thành cơng việc dùng C60 làm cho composite Hy vọng ngày không xa, ngành khoa học công nghệ sản xuất chế tạo vật liệu chiến lược ñược ñầu tư xây dựng, ứng dụng phát triển rộng rãi Việt Nam Do có ưu điểm bền trước tác ñộng lý hóa học, lại có khả Trang- - cách nhiệt, cách âm tốt nhẹ nên vật liệu composit ñược ứng dụng rộng rãi chế tạo máy: Vật liệu composit ñược ứng dụng để chế tạo ống dẫn hóa chất chất thải - Các bình chứa vật liệu composite dùng để chứa hóa chất đặc biệt (đựng kiềm, axit, hóa chất lỏng khí ) Bông sợi composite (như sợi thủy tinh bazan ) dùng để bảo ơn bảo hàn với mục đích cách nhiệt chống xạ nhiệt Nhờ việc dùng vật liệu composite để chế tạo lị phản ứng, lị nhiệt luyện, bình pha chế hóa chất có tính cách nhiệt tốt nên người ta bỏ hẳn giảm phần ñáng kể bơng khống bảo ơn, giảm chi phí đơn giản hóa việc lắp đặt bảo dưỡng thay thế, lại tăng ñược hiệu khai thác giảm ñược tổn thất nhiệt ñến 10 - 20% Composite bền với xạ hấp thụ âm tốt nên lợp, bê tơng 3D composite có trộn bơng khống dùng để xây dựng nhà xưởng sản xuất, pha chế bảo quản hóa chất đặc biệt Các loại vải composite ñược dùng ñể may quần áo bảo hộ lao ñộng Composite ñược dùng ñể chế tạo màng lọc công nghiệp Vật liệu composite xốp, chế tạo từ bơng, sợi khống dùng để làm vật liệu xử lý nhiễm mơi trường Ví dụ: composite bơng sợi bazan có tính hút (ngậm) dầu cao: kg xốp ngậm 30 lít dầu mỏ, sau ép tách dầu lại tái sử dụng thêm lần Vì chúng vật liệu lý tưởng ñể xử lý cố tràn dầu biển vùng ven bờ 1.1.3 Tính chất vật liệu composit 1.1.3.1 Tính học: ðặc tính sức bền kéo, uốn nén vật liệu resin sợi thủy tinh ðặc tính vật lý: Trang- - Nhẹ so với thép lần, so với bêtơng 1,5 ÷ lần, so với vật liệu khác 1,7 lần Chịu ma sát Tính giảm âm 1.1.3.2 Tính quang học: Hầu hết vật liệu FRP với polyester, resin ña dụng ñều cho ánh sáng mờ qua , chất có xu hướng khuếch tán truyền ánh sáng Vật liệu FRP ln ln pha màu Nhờ có đặc tính quang học truyền ánh sáng, người ta chế tạo nhiều lợp ñể lấy ánh sáng từ mái xuống 1.1.3.3 Tính nhiệt học: Composite có hệ số dẫn nhiệt thấp 0,2 ÷ 0,35 W/m C Chịu nhiệt ñộ cao ñến 260 C Hệ số dãn nở cao thép Nhờ có sợi thủy tinh nên tính chịu nhiệt ổn định cao chất dẻo không gia cường sợi thủy tinh Ứng suất kéo mơdun kéo nhiệt độ C thấp có xu hướng tăng cao 1.1.3.4 Tính hóa học: Chịu hóa chất tốt phụ thuộc vào nồng độ, loại hóa chất, lọai resin, sợi thủy tinh tạo FRP nhiệt ñộ Với nồng ñộ 20% hóa chất dung dịch Nếu mơi trường axit hay bazơ mạnh nhiệt độ dung dịch cao 60 C phải sử dụng lọai resin đặc biệt chịu hóa chất Tính chống ăn mịn hóa chất phụ thuộc vào lọai resin Do dù lớp mỏng phải lưu ý thực 1.1.3.5 Tính ñiện: Cách ñiện tốt Với resin phù hợp với FRP cịn cho sóng điện tử xun qua 1.1.3.6 Tính bền lâu: Trang- - Chống chọi với thời tiết thời gian bền lâu Tuổi thọ FRP liên quan đến ba vấn đề: mơi trường, thời tiết ứng suất ( tượng mỏi) 1.1.3.7 Các tính khác Tạo dáng dễ dàng, đa dạng, màu sắc phong phú Bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng ðáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác có nhiều lọai resin cơng nghệ để lựa chọn Trong sản xuất khơng địi hỏi trình độ người cơng nhân cao, thiết bị nói chung khơng nặng nề, phức tạp, không ô nhiễm môi trường 1.1.4 Ứng dụng: Vật liệu gia công: bàn ghế, bồn tắm, thùng rác, cầu thang… Vật liệu xây dưng: lợp, cấu kiện nhà lắp ráp, vách ngăn, buồng tắm… Dụng cụ thể thao: vợt tennis… Vật liệu ñiện: cách ñiện, góp ñiện, dụng cụ ñiện, ceramic, hệ thống rada, thang cách điện… Vật liệu khí: bánh răng, cánh quạt, vỏ máy… Trong kỹ thuật vật liệu composite cịn chiếm vị trí quan trọng việc chế tạo máy bay, tàu thủy, xe hơi, ống dẫn, bồn chứa, bể nuôi tôm, cá… 1.2 XƠ DỪA Thành phần chủ yếu xơ dừa cellulose (khoảng 80%) lignin (khoảng 18%) Xơ dừa vật liệu rẻ tiền sẵn có nhiều vùng nước ta nên coi hướng phát triển Xơ dừa ñược sử dụng rộng rãi nghành môi trường xử lý nước thải, nghành xây dựng chế tạo vật dụng …với giá rẻ cần ñộ cứng, bền… Trang- 10 - • Chép khn • Làm sản phẩm mẫu 4.3.1 Lập vẽ sản phẩm Phác thảo sơ hình dạng sản phẩm, dự kiến sản phẩm làm vật liệu gì, dự đốn biến dạng hình học sản phẩm, độ co ngót gia cơng sản phẩm Mơ hình sản phẩm có kích thước với kích thước thật sản phẩm cộng với kích thước bị co ngót Vật liệu composit UPE gia cường có ñộ co ngót – 8%, sản phẩm ñúc nhựa UPE có độ co rút – 4% 4.3.2 Làm mơ hình sản phẩm Từ vẽ chi tiết sản phẩm, đưa vẽ mơ hình sản phẩm, có tính đến độ co ngót cơng nghệ tiến hành Các thơng số phải thể chi tiết vẽ D mô hình, để từ xác định đường phân khn Mơ hình sản phẩm hàng có sẵn hay vật tạo hình giống sản phẩm Các cấu tạo hay kết cấu đặc biệt muốn có sản phẩm phải có bề mặt mơ hình sản phẩm Thực mơ hình mẫu, cần chọn nguyên liệu làm mẫu thích hợp theo yêu cầu tính chất, hình dạng sản phẩm đơn giản hay phức tạp Một ñiều quan trọng chế tạo khn giai đoạn chuẩn bị mẫu, bước để tạo khn Sau đến sản phẩm, bề mặt tốt cho mẫu phải loại A, nghĩa có độ bóng cao, khơng bị trầy xước Xử lý bề mặt mẫu tốt cho bề mặt khn tốt bền Mơ hình sản phẩm làm vật liệu có sẵn, miễn bề mặt phù hợp với giai đoạn làm khn Một số vật liệu thơng thường dùng tạo mơ hình sản phẩm gồm có gỗ, vữa, kim loại xốp PU: PU xốp có ưu điểm dễ tạo hình sơ thời gian trét kín lỗ xốp Có hai cách tạo hình từ PU xốp: Cắt gọt tạo hình từ PU xốp dùng hệ “ Trộn rót” gồm hai thành phần phản ứng hố học để tạo xốp cốc khn có hình dạng sản phẩm Trang- 53 - So với PU xốp gỗ định hình tốt, cấu trúc vững, khơng cong vênh, dễ đắp mặt chà nhám, dễ sửa chữa ðể tăng ñộ bền cho mơ hình sản phẩm làm từ vật liệu xốp, gỗ, người ta ñắp lớp nhựa - sợi thuỷ tinh lên mơ hình sản phẩm sau hồn tất việc tạo hình Mơ hình sản phẩm nên sơn màu ñồng (màu sáng) ñể dễ kiểm tra sai sót, làm loại vật liệu ổn ñịnh thành phần hố học, u cầu có độ bền cao để dùng chép nhiều khn sau Sơn lót epoxy sơn lót loại dùng cho ơtơ đáp ứng ñược yêu cầu Phân bố gờ số mặt phân khn cần thiết mơ hình sản phẩm Chú ý trước dán chi tiết phụ lên mơ hình trước phủ sơn lót lên bề mặt phải trà nhám để tạo độ bám dính Sau đó, chà mịn để tạo bề mặt phẳng, bóng láng cho mẫu Như vậy, bước tạo mơ hình sản phẩm sau: Tạo hình ðắp mặt (nếu có) Trét primer, mastic cho xe ñể bịt kín lỗ li ti làm mịn bề mặt Chà giấy nhám đến bề mặt bóng láng gương 4.3.3 Chép khuôn 4.3.3.1 Chuẩn bị ðầu tiên, qúet chất róc khn lên mẫu ðây bước quan trọng nhất, có chỗ khơng phủ chất róc khn, khơng thể lấy khn làm hỏng bề mặt khn mẫu Chú ý qúet ñều kỹ, góc cạnh Chất róc khn kết hợp WAX (dùng cho sản phẩm) PVA chất róc khn giai đoạn Fibrelease Khi dung WAX, quét bốn lớp, ñợi hai lớp hai ba Sau lớp WAX cuối ñược ñánh bóng, phun lớp mỏng PVA ñể cho khơ 30 – 45 phút Fibrelease lau vải mềm phun lên mẫu, để khơ 30 phút Phải đảm bảo phủ chất róc khn bề mặt gờ mặt phân khuôn Trang- 54 - 4.3.3.2 Chép khuôn Với hầu hết khuôn, thường sử dụng nhựa polieste mat strand cắt ngắn 400 – 500 g/m Có thể tăng ñộ bền bề dày khuôn cách dùng sợi roving dệt kết cấu tạo hình (chỉ dùng cho khn để tăng tính ổn định) Với khn polieste, ñầu tiên quét lớp gelcoat (loại ñặc biệt dùng cho khn, thường có màu vàng cam sáng) cho gelcoat ñúng tỷ lệ ñể ñạt kết tốt Nên dùng súng phun phun gelcoat (gelcoat cup gun) lần, lần 0.1 – 0.2 mm ñể tạo bề dày tổng cộng 0.5- 0.6 mm Sau lớp geloat khô 1.2 – ñắp lớp mat ñể ổn ñịnh lớp gelcoat tránh bị co rút tách bề mặt mẫu Quét lớp nhựa lên lớp gelcoat, xong ñặt lớp mat lên, nhớ quét nhẹ ñể tránh tượng làm trầy lớp gelcoat Chú ý ñể lớp mat ép sát ñường viền mẫu, ñẩy tất bọt khí bị nhốt ngồi để lớp mat tỳ sát vào bề mặt mẫu ñược thấm nhựa đồng Vùng khơng có khơng đủ nhựa có bọt khí có màu trắng đục gelcoat khn Dùng lăn cứng để đẩy bọt khỏi lớp mat lăn tẩm nhựa có khía để giúp tẩm nhựa Chú ý vùng góc nhọn chỗ gồ ghề, sợi dễ bị phồng lên, không ôm sát bề mặt Sau nhựa gel, vùng cịn bọt khí phải cắt cẩn thận dao chuyên dùng thay vào ñó miếng vá dạng vứa khớp ðắp miến băng lên bờ rìa, dùng hỗn hợp nhựa xúc tác sợi xay nhỏ trộn lại quét lên ñể chống bọt khí Ngay lớp mat ñầu ñóng rắn, trộn cát mịn với nhựa ñổ lên, sau đắp mat tương tự lớp đầu ða số khn có – 10 lớp sợi, thường ñắp 3- lớp lần, tránh ñắp trung ñộ giảm thiểu nhiệt toả ảnh hưởng ñến khuôn Sơn lớp mat thứ lớp roving dệt kết cấu dùng làm khn thêm vào để tạo độ dày cho khn Thơng thường, bề dày khn nên gấp đơi bề dày sản phẩm Trang- 55 - Khn để đóng rắn 24 h trước tháo khn Một vài kết cấu đỡ khn gắn vào phía sau khn trước dỡ khuôn khỏi mẫu Phần lơn khung gia cố làm gỗ vật liệu khơng đắt tiền Cắt gỗ để tạo hình cho hợp với đường viên khn, làm khung Khơng cấu trúc hỗ trợ chạm đến khn tạo vết khn Sử dụng nhựa sợi để liên kết với khn, sau đóng rắn, chúng dính cứng vào khn Gờ tách khn gắn xung quanh vịng ngồi khn, khn mẫu, tựa vào gờ, người ta tháo sản phẩm cách nhẹ nhàng Với gờ có rãnh dẫn khơng khí, gắn với máy nén khí, dùng làm tách vùng khó tách Dùng nêm nhựa để gỡ khn dễ khơng làm trầy bề mặt khn so với việc dùng vít hay dao Gắn nêm xung quanh khuôn gõ nhẹ Nếu phần khó gỡ dùng khí nén để gỡ Nếu khơng gỡ được, dùng vồ cao su rung tách khn ðừng có cố gỡ làm ảnh hưởng đến bề mặt khuôn Sau tháo khuôn, dùng nước ấm rửa chất róc khn cịn lại khn kiểm tra lại bề mặt, sai sót khn phải ñược xử lý bề mặt sửa lại Nhớ lỗi khuôn vết trầy xước, khơng thẳng hàng, kích thước khơng xác xuất sản phẩm làm từ khn 4.3.4 Bảo trì khn 4.3.4.1 ðánh bóng khn Trước gia cơng sản phẩm khn, khn phải chà bong giấy nhám (có cát) ướt đánh bóng ñến (loại A) Giấy nhám nước dùng theo số tăng dần, sử dụng 400, 600, cuối giấy nhám 1000 Mỗi lần thay giấy nhám mịn hơn, cần thay nước xơ rửa bề mặt khn để chắn khơng cịn hạt thơ ðánh bóng vật ñệm quay tốc ñộ cao gồm bước Bước 1: xoá vết trầy xước cát Bước 2: ñánh bóng bề mặt ñến mức mong muốn Trang- 56 - 4.3.4.2 Qt chất róc khn Sau đánh bóng khn, phải qt chất róc khn lên bề mặt giống chuẩn bị mơ hình sản phẩm Khn chưa sử dụng thường ñược phủ lớp tác nhân róc khn để bảo vệ, để ngày cho khn ổn định Cuối trước sử dụng thoa lớp chóng dính cho khn Bước thực giống lúc làm khn Một khn cịn địi hỏi phải dùng nhiều chất róc khn đánh nhiều lần để đảm bảo gỡ khn tốt 4.3.4.3 Sửa chữa Trong trường hợp phá khn khơng cách làm hỏng khuôn, phải sửa khuôn lại Phần vật liệu bị hỏng bị mềm ñược loại bỏ cách trà giấy nhám mài, giũa quét gelcoat dùng cho khn lên vùng đó, phủ lên vùng sửa chữa lớp giấy có WAX PVA để làm phẳng bề mặt vùng cần sửa Sau đóng rắn vùng sửa trà giấy nhám đánh bóng vải mềm đến độ bóng trước 4.3.5 Xem xét việc làm khn đặc biệt 4.3.5.1 Khn nhiều mảnh Trong số trường hợp, hình dạng mẫu địi hỏi phải làm khn nhiều mảnh để tách khn tháo sản phẩm dễ Nên cân nhắc ñến phần khn, phải tháo chi tiết khn nên phải đảm báo góc o chi tiết khơng lớn 90 C nghĩa vị trí mở khuôn phần rộng khuôn Khi làm khuôn nhiều mảnh, đầu tiên, tạo gờ mơ hình mẫu nơi dự kiến chia khuôn thành nhiều mảnh , gọi đường phân khn mong (Parting dam) Gờ ñượ làm vật liệu xây dựng, kim loại hay nhựa (nhiệt rắn hay nhiệt dẻo), ñược định vị đất sét Các vị trí góc nhọn mà khơng có bán kính phải đặt đường phân khn Trên gờ phân khn, khoan lỗ để bắt chốt định vị dùng ghép mảnh khn lại Gắn chốt hay ñinh ốc mủ nhỏ khoảng ¼ - ¾ inch Trang- 57 - lên gờ phân khn Sau làm nửa khn (đắp tràn sợi thuỷ tinh qua phân khuôn tạo be khn ), tạo lỗ lõm (của đinh chốt) nửa khn sau phần khn đóng rắn, gỡ gờ phân khn sử dụng mép phần khn chép làm gờ phân khn cho nửa Qt chất róc khn lên bề mặt trước tiếp tục chép khuôn Khi làm khn nhựa vào lỗ tạo chốt nửa khuôn thứ sau chép khuôn xong, trước tách mảnh khn khỏi mơ hình sản phẩm, ngưới ta khoan lỗ be để bắt ốc vít giữ mảnh khn ghép xác vớI làm sản phẩm thường làm theo cách Với khuôn nhiều mảnh, vẽ lại khn hồn tất trước tháo khn để tránh cố ráp khuôn 4.3.5.2 Các phương pháp chép khn u cầu đặc biệt Nếu độ bền độ ổn định kích thước yếu tố quan trọng việc làm khuôn, dùng nhựa epoxy thah cho polyester Cách làm giống với nhựa polyester ngồi trừ mat khơng dùng với epoxy, chất gắn dùng ñể giữ sợi thuỷ tinh cắt ngắn với thành không tương hợp với nhựa epoxy người ta dùng vải dệt ðầu tiên, sử dụng vải dệt ounce (1 ounce =28.35 g) để hạn chế in dấu ngồi bề mặt Sau đổi loại vải dệt – 10 ounce ðể có độ cứng o tốt nên xếp lớp cho hướng sợi hợp với góc 45 Dùng cọ quét epoxy lên mẫu (nếu phun phải pha loãng monomer giảm độ bền lớp phủ ngồi – ND) Vì epoxy có độ co rút thấp polyester, khơng cần lớp gia cường ổn ñịnh bề mặt lớp phủ Nếu địi hỏi khn đặc biệt cứng, dùng sợi cacbon thah cho vải sợi thuỷ tinh Nên dùng nhụa epoxy với sợi cacbon chổi quyét cao su mềm ñể phân tán nhựa qua vải sợi tốt 4.3.6 Làm sản phẩm 4.3.6.1 Lựa chọn ngun liệu Trang- 58 - Sau đánh bóng qt chất róc khn, tiến hành làm sản phẩm Bước ñầu tiên trình làm sản phẩm xác ñịnh loại nhựa sợi gia cường cần sử dụng Phần trước đề cập tính chất loại nhựa chính, phần tập trung chọn lựa sợi gia cường Khi chọn gia cường yếu tố quan trọng dạng dệt khối lượng vải (sợi) vải có khối lượng nhẹ phủ qua ñường viền dễ cần nhựa để thấm ướt Vải nhẹ dụng chủ yếu cho bề mặt Vải có khối lượng trung bình dùng để sản xuất sửa chữa Vải nặng dùng để tăng nhanh bề dày làm khn thân tàu Lượng nhựa cần dùng phụ thuộc vào khối lượng vải ñược chọn Tỷ lệ R sợI nhựa cho hầu hết sợi thuỷ tinh dạng dệt Kevlar khoảng 50 : 50 sợi cacbon 60:40 sợi thuỷ tinh dạng mat yêu cầu nhựa gấp lần sợi để thấm ướt sợi Dùng thêm vật liệu làm lõi sandwich lớp sợi ñể tăng ñộ bền cho sản phẩm gỗ nhẹ, xốp PU, xốp vinyl, tàn ong…Lõi có bề dày phụ thuộc vào ứng dụng ðộ bền và ñộ cứng sản phẩm tăng lên ñáng kể khối lượng tăng thêm 4.3.6.2 Q trình thực Sau lựa chọn ñược nhựa sợi, ta bắt ñầu làm sản phẩm ðầu tiên, phủ lớp róc khn Trong chờ chất róc khn khơ, cắt sợI theo kích thước số lượng phù hợp, dùng sợi mat xé thay cắt Các phần bị xé có đường biên bị xơ trộn lẫn vào khn làm tăng độ bền liên kết thay cắt Sử dụng sợi dệt vị trí cần ñộ bền lớn ñịnh hướng Với dạng dệt thơng thường độ bền đồng cách chọn mức ñộ ñịnh hướng sợi 0/90 45/45 Qúa trình thực tương tự bước làm khn Khi làm khn phủ gelcoat lên bề mặt khuôn Bước không cần thiết trình sản xuất trừ sản phẩm cần ngoại quan đẹp Ngồi ra, đắp trực tiếp lớp nhựa/sợi lên bề mặt khn làm bề mặt Trang- 59 - khơng đều, bị rổ, in vết bẩn vận chuyển, cầm nắm ðể khắc phục, người ta ñắp lớp sợi nhẹ trước đắp lớp nhựa/ sợi bình thường Cách sử dụng gelcoat tốt phun lớp dày 0.375 – 0.5 mm nhiều làm sản phẩm bị nhăn biến dạng đóng rắn Nhưng phủ bề mặt epoxy dùng cọ qt lên khn ðể làm cứng mép, đường biên, sau phun gelcoat ngưới ta ñắp lên lớp sợi gia cường Nếu muốn sản phẩm màu phải pha màu nhựa màu với gelcoat Khi ñắp sợi, nên sử dụng sợi nguyên cho sản phẩm nhỏ, sản phẩm lớn dùng nhiều mảnh ghép lại Khi ghép mảnh với chúng phải phủ lên khoảng – cm ñể ñan xen mảnh, ghép dạng ñường hàn cần bề dày giống Sẽ khó lấy đường biên chi tiết sản phẩm sử dụng mảnh vải ñơn, ñặc biệt vết lõm góc cạnh Khi dùng vải dệt liên tục, o khó làm sản phẩm có góc