BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÔN: VẬT LIỆU COMPOSITE TIỂU LUẬN KỸ THUẬT SÚNG PHUN SPRAY UP NHÓM: 02 LỚP: TIẾT 11 – 12 THỨ TỔNG QUAN Giới thiệu phương pháp Kỹ thuật súng phun (spray up) dùng để thay cho phương pháp đắp tay (hand lay-up) trường hợp khuôn lớn nhỏ, chi tiết phức tạp, khó chuẩn bị sợi gia cường. Ưu điểm: • Làm sản phẩm nhanh • Cho phép tạo hình sản phẩm có kích thước lớn nhỏ. Nhược điểm: • Đòi hỏi kỹ thuật gia công cao. • Không cho phép điều khiển đương lượng đắp tay. Tính chất lý sản phẩm Tính chất Giá trị Tỉ trọng 1,4 – 1,6 Độ bền kéo (psi) 9.000 – 18.000 Module kéo 0,8.106 – 1,8.106 Độ bền nén (psi) 15.000 – 25.000 Độ bền uốn (psi) 16.000 – 28.000 Độ bền va đập ft-ld/inch – 15 Độ cứng Barcol 40 – 80 Thành phần sợi (%) 25 – 35 1. NGUYÊN LIỆU – THIẾT BỊ Chất róc khuôn: giống phương pháp hand lay- up, chất có tác dụng ngăn chặn bám dính nhựa vào khuôn,với vật liệu xốp gỗ,thạch cao trước sử dụng chất róc khuôn phải sử dụng chất làm kín. Một số chất róc khuôn: wax, silicon, dầu mỏ, mỡ heo… Gel coat: dung quét phun phương pháp đắp tay. 2. Nhựa hệ thống đóng rắn Nhựa dùng phương pháp sung phun nhựa polyester có chứa styrene cho phản ứng tạo màng Nó có tác dụng pha loãng đến độ nhớt thích hợp cho trình phun Nhựa polyester có chứa chất xúc tiến cobalt napthenate chất xúc tiến phụ trợ diethyalmin diethyamin chất xúc tác làm ethyel ethyl keton peroxide tạo thành hệ đóng rắn nhiệt độ phòng. (PHỤ GIA) Chất pha loãng (dung môi): số chất pha loãng dùng để mang chất xúc tác với mục đích chống thất thoát xúc tác gây ô nhiễm phun. Ngoài ,nó hoạt hóa monomer copolymer hóa trình gel hóa đón grắn Sợi gia cường : sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi Kevlar, sợi aramid, sợ thiên nhiên… (thủy tinh) Trang thiết bị Thiết bị phun: bao gồm sung phun phận cắt sợi có bơm có kích thước khác phận phân bố xúc tác. Phụ thuộc vào kích thước sản phẩm, tốc độ sản phẩm không gian nhà xưởng mà sử dụng sung phun. Trong kỹ thuật súng phun ( spray up ) công việc từ tạo lớp gelcoat đến tạo lớp gia cường sử dụng thiết bị chuyên dụng sung phun. Súng phun cấu tạo nguyên lý hoà trộn phân tử resin với xúc tác áp lực không khí. Với thiết bị dùng để phun bắn tạo lớp gia cường cấu baogồm: Cơ cấu cắt roving, khoang hoà trộn xúc tác với resin, họng súng cò súng điều khiển. Nguyên lý thiết bị sau: Resin xúc tác với sợi thuỷ tinh roving, nhờ có đồng hồ đo lường pha trộn tỉ lệ, sau đồng thời dẫn đến thiết bị súng phun. Tại đây, roving cắt ngắn, resin hoà trộn với xúc tác theo nguyên lí hoà trộn phân tán phân tử nhờ áp lực khí nén, tất dẫn đến họng súng phun “bắn” áp lực cao khí nén lên bề mặt lớp gelcoat khuôn. Công việc thực lớp đạt độ dày yêu cầu. Chất lượng sản phẩm phụ thuộc nhiều vào tay nghề công nhân. Nhược điểm sản phẩm bóng đẹp mặt khó để nhận biết độ dày lớp. Để tránh điều người ta đánh dấu lớp sợi roving màu đỏ để dễ nhận biết. Sau hoàn thành độ dày cần phải lăn ép lăn nhôm tạo thêm lớp resin bề mặt. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Qui trình phun: bao gồm bước sau: Chuẩn bị: chuẩn bị làm khuôn . Dùng chất róc khuôn gelcoat. Chờ đóng rắn. Chuẩn bị phun cách kiểm tra tỉ lệ sợi /nhựa hệ xúc tác . Kiểm tra lượng sợi cắt /phút. Kiểm tra tổng lượng nhựa phân bố vòng 10 30 giây. Cần phải đạt tỉ lệ sợi/nhựa 25/75. Kiểm tra thước đo xúc tác thời gian gel hóa. 3.2. Phun: _Phun nhựa sợi vào khuôn. Kiểm tra phân bố vật liệu phun vào khuôn cách vạch đường đỏ khắp nơi, màu khuôn pha màu nhựa. _Nếu mẫu sẵn, nên độn lớp nhựa lớp gelcoat lớp đắp, để tiết kiệm thời gian. Có thể mô tả sau, phủ lớp gelcoat rắn lớp nhựa 0,012-0,015 inch. Khi đóng rắn lớp ổn định kích thước nhựa không độn co rút hơn. _Bắt đầu phun nhựa lên lớp gelcoat khô nên dùng nhựa độn phun với sợi thủy tinh cắt ngắn. Sau phun với nhựa độn. _Một lần phun có bề dày xấp xỉ 1/16 inch dùng lăn khử bọt .Sau đó, tiếp tục với lớp thứ hai có bề dày tương tự dùng lăn để phân tán tốt. 3. • • • • • • • • Tránh làm cho sợi thủy tinh tẩm ướt bị dồn tách rời trình lăn (điều quan trọng định tính đồng sản phẩm). Kiểm tra độ dày lớp phun. 3.3. Qui trình lăn khử khí : Công đoạn lăn công đoạn quan trọng tạo đồng sợi làm cho sợi định hướng. Nếu trình lăn không tốt tạo cấu trúc yếu có chổ thiếu nhựa. Để thực tốt công đoạn cần tiến hành theo ba bước sau: Sự phân bố vật liệu: quét lăn nên dùng lúc với ,con lăn sử dụng mặt cọ dùng góc cạnh. Quá trình lăn có tác dụng phân bố hỗn hợp nhựa xúc tác. Tạo phân bố đồng : sợi bắn với nhựa xuống khuôn giữ lại không khí cần phải lăn để khử khí khỏi bề mặt nhựa. Làm cho sợi nằm xuống : thường làm với lăn nhỏ cọ lớn. Cọ đẩy sợi xuống chỗ mà lăn làm cho nhô lên. Đặc biệt loại có góc dùng nhanh làm cẩn thận. Con lăn nên bảo vệ cẩn thận với mục đích kéo dài tuổi thọ. Làm lăn aceton sau sử dụng. 3.4. Tăng thêm khả gia cường: Cần gia cường bên góc cạnh khuôn bên sản phẩm . Có thể dùng sợi để gia cường gia cường gỗ vị trí chịu lực sản phẩm. 3.5. Hoàn tất sản phẩm : Kết thúc lấy sản phẩm khỏi khuôn. Sau dùng dao để cắt gọt hoàn tất sản phẩm. Công đoạn thực phương pháp đắp tay. KHUYẾT TẬT VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Trong sàn xuất sản phẩm composite, cho dù điều kiện tốt xảy cố,khiếm khuyết lường trước được. Để đảm bảo có biện pháp hữu hiệu trước hết cần quan tâm đến vấn đề sau đây: 1. Cụ thể khuyếm khuyết ? Xảy toàn hay cá biệt ngẫu nhiên vài chỗ? Toàn sản phẩm hay vài sản phẩm? 2. Khiếm khuyết xảy gì: gelcoat, nhựa, sợi gia cường, chất độn, súng phun, khuôn? 3. Khiếm khuyết xảy nào: thời gian thời tiết, độ ẩm phun,khi phun,khi làm gia cường,hay lấy sản phẩm khỏi khuôn? 4. Khiếm khuyết xảy ca làm việc nào?Ai vận hành súng phun? Có thông tin xác nêu dễ tìmra nguyên nhân biện pháp khắc phục. NHỮNG KHIẾM KHUYẾT THƯỜNG GẶP Khiếm khuyết Nguyên nhân Cách khắc phục Bọng khí Không khí xâm nhập Kiểm tra lăn, cải tiến lăn ép cách ép lăn cho tốt giộp vẩy cá sấu a)Kiểm tra rò rỉ A)Trước tạo lớp a)Do chất xúc tác ,dung phun quá. Không B) Sau môi, nước phun giảm dung lăn ép lớp hay dùng bị đóng rắn môi. Kiểm tra độ ô gelcoat lần thứ B)Gelcoat loãng, gelcoat nhiễm (tạp chất), trì đóng rắn không tốt đường phun . Màng glecoat không liên tục Tỷ lệ xúc tác không xác cao thấp Thời gian đông đặc chậm Nhiệt độ thấp Vệt màu Gelcoat chảy xệ, gelcoat Kiểm tra tránh gelcoat đóng rắn mức tươi chảy xệ. Phun gelcoat tươi sớm hơn. Phun màu phủ lên lớp ướt Gelcoat bị rột bong a)xuất sau A) Chất xúc tác A)Kiểm tra % chất xúc tách khổi khuôn, phản ứng, chưa tác quá, khuấy trộn rò đặt nắng đóng đặc hoàn toàn rỉ. Dung môi, nước, dầu. Kiểm tra đường khí Bọng khí nguyên liệu lăn Kiểm tra việc lăn B)kiểm tra múc chất xúc B)xuất sau sản B) Chất xúc tác không tác phẩm lấy từ khuôn phản ứng Kiểm tra đường khí Dung môi nước ,dầu nguyên liệu lăn Rạn bề mặt Chất lượng màng Hơi nước chất lỏng Riêng lẻ Gelcoat màng gelcoat nhóm, vết rạn độc lập Kiểm tra nước,chất xúc cong hình lưỡi liềm tác Có hóa chất xâm nhập Nhiệt độ tối đa Mắt cá (Fisheyes) Nước,dầu,hoặc ô nhiễm silicon Khuôn bị bụi bẩn Màng gelcoat mỏng Nguyên liệu đặc Kiểm tra nước thải,kiểm tra sáp tách khuôn,kiểm tra dầu bôi trơn thiết bị Dùng giẻ lau Áp dụng chiều dày 18 2% mils,phun lớp Nguyên liệu để lâu ,kiểm tra lưu trữ KỸ THUẬT PHUN TRÊN SẢN PHẨM NHIỆT ĐỊNH HÌNH Lớp da acrylic khuôn không đắt tiền gelcoat cho sản phẩm cuối cùng. Do đó, không cần thiết phải làm khuôn gia cường từ vật liệu gia cường đắt tiền. Tất phun lên acrylic định hình kỹ thuật chân không. Vì khuôn kỹ thuật rẻ so với kỹ thuật phun khác. Nhựa nhiệt dẻo acrylic có khả chịu thời tiết tốt, ta dung độn gel coat polyester. Nhựa polyester loại nhựa dùng cho mục đích thông thường, chất chống cháy chất kéo dài thời gian hút nước giá thành thấp. Không cần wax làm chất róc khuôn làm chất tẩy kỹ thuật này. Ít phải dùng lăn để khử khí phân tán sợi kỹ thuật phun bình thường Nhựa acrylic, đặc biệt không dung chất hóa dẻo có tính chất chống mài mòn tốt nhiều lớp gel coat nhựa polyester. Tính chất màng nhựa nhiệt dẻo áo có độ bóng, bền đập, ứng suất nứt, nhiệt độ biến dạng nhiệt cải thiện cách phun lớp gia cường phía sau. Vì thế, tính chất lớp phun gia cường chịu thới tiết, modul đàn hồi, ứng suất bề mặt, ứng suất trượt đoực nâng cao lớp nhựa nhiệt dẻo. Một số hình ảnh kỹ thuật phun: Các điều kiện bất lợi phun lên nhựa nhiệt dẻo Trong kĩ thuật này, dùng nhựa nhiệt dẻo có số nhược điểm: Khó nắm bắt kích thước lớp nền, nhiệt định hình phương pháp định hình không xác. Khó khử hết bọt khí khu vực nhựa nhiều. Vấn đề kết dính khó khăn không làm khô vùng chịu đựng tương tác bề mặt lớp vật liệu lớp nhựa gia cường. 4. • • • • • • • • Sự kết hợp nhựa nhiệt dẻo phun khó đạt nở nhiệt, đưa đến kết tách lớp sản phẩm bóc trình sử dụng. Đỉnh nhiệt nhựa phun không lớn làm biến dạng cố gia cường nhiệt dẻo. Điều chỉnh nhiệt thấp cách kiểm soát thành phần nhựa, giới hạn nồng độ,xúc tác, dùng kết hợp hạt thủy tinh với loại chất độn khác. ỨNG DỤNG Ứng dụng kỹ thuật sung phun: 5. - Phương pháp sung phun sản xuất sản phẩm có kích thước lớn, hình dáng phức tạp, có gel coat bề mặt, tốc độ sản xuất cao lên đến 1000 sản phẩm/ tháng. - Phương pháp sung phun sử dụng để sản xuất sản phẩm gia cường cách dễ dàng, không đòi hỏi không gian lớn. - Một số thuận lợi kỹ thuật này: + Giá thành: thường chi thấp dung nhân công + Hiệu quả: phương pháp sung phun có hiệu . THUẬT SÚNG PHUN SPRAY UP NHÓM: 02 LỚP: TIẾT 11 – 12 THỨ 5 1. TỔNG QUAN Giới thiệu phương pháp Kỹ thuật súng phun (spray up) được dùng để thay thế cho phương pháp đắp tay (hand lay -up) trong trường. phẩm, tốc độ sản phẩm và không gian nhà xưởng mà sử dụng sung phun. Trong kỹ thuật súng phun ( spray up ) các công việc từ tạo lớp gelcoat đến tạo lớp gia cường đều được sử dụng thiết bị chuyên. sợi (%) 25 – 35 2. NGUYÊN LIỆU – THIẾT BỊ Chất róc khuôn: cũng giống như phương pháp hand lay- up, chất này có tác dụng ngăn chặn sự bám dính của nhựa vào khuôn,với những vật liệu xốp như gỗ,thạch