Gia công composite đoàn thị thu loan pdf

M 670 TS ĐOÀN THỊ THU LOAN NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA - HÀ NỘI TS ĐOÀN THỊ THU LOAN GIA CÔNG COMPOSITE [‫؛‬ĨÍÍƯƠHÕBẠI HỌCNHATRANG ,٠ ٠ ^ Ĩ ‫؛‬-‫؛؛‬J |٠٠٠.٠M.،iiv ٠ ٠ j٠ ٠ r٠u٣٠,٠، ٠٠،٠٠ ٠١ V íỀW Ễi 0035954 NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA - HÀ NỘI Mã số: 1129- 20I3/CXB/23- 50/BKHN ٠ Biên mục xuất phẩm Thư việri Quốc gia Việt Nam Đoàn Thị Thu Loan Gia công composite / Đoàn Thị Thu Loan - H : Bách khoa Hà Nội, 2013 ٠220tr ;24cm Thư mục: tr 217-219 ISBN 9786049115561 Vật liệu tô hợp Công nghệ gia công 620.1 -d c l4 BKF0034p-CIP LỜI NÓI ĐẨU \'ật liệu composite dược sử dụng ngày nniều lĩnh vực Ciìia clời sổng ngiíời (Aiốn sách Gia công composite nhằm cung cấp mhững tư liệu cẩn thiết vế vật liệu composite công nghệ gia C(ông, chế tạo composite Sách Gia công composite dành cho sinh viên, học viên cao học cchuyén ngành công nghệ vật liệu, công nghệ hóa học, thời t‫؛‬ài liệu bổ ích cho kỹ sù, cán kỹ thuật nhà máy gia công nhựa, compo.site Sách gốm 12 chưưng Chương giới thiệu thông tin chung vê' vật hiệu composite, chương giới thiệu chi tiết vật liệu thành phần dùng chế tạo composite, chương giới thiệu đặc điểm công nghệ gia công composite, chương đến 12 giới thiệu công nghệ gia công composite phổ biến như: Còng nghệ lăn tay; Công nghệ phun; Công nghệ túi chần không; Công nghệ đúc chuyển nhựa đúc chuyển nhựa chân không; Công nghệ quấn sỢi; Công nghệ kéo định hình; Công nghệ đúc tiêm; Công nghẹ đúc ép công nghệ ép dùn Các chương sách bổ sung cập nhật với khoa học công nghệ tạo vật liệu có tính tốt Trong trình biên soạn sách tránh khỏi thiếu sót vế nội dung hình thức, tác già rẫt mong nhận dược ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc Mọi ý kiến dóng góp xin gửi Bộ môn Công nghệ Hóa học Vật liệu, khoa Hóa, trường Đại học Bách Khoa, Đại học Dà Nẵng, 54 Nguyễn hương Bằng, Đà Nảng Xin chân thành cảm ơn r ٢١١ / _ ٠ Tác giả TS Đoàn Thị Thu Loan ،١ MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CHƯƠNG NHŨNG VÁN ĐÈ CHUNG VÈ VẬT LIỆU c o m p o s i t e : 1.1 Khái niệm vật liệu composite 1.2 Phân loại vật liệu composite ỈIO 1.2.1 Phân loại theo cẩu trúc vật liệu gia cường II1 1.2.2 Phân loại theo chất vật liệu 113 1.3 Vai trò vật liệu thành phần 115 1.3.1 Vai trò vật liệu gia cường 115 1.3.2 Vai trò cùa vật liệu .115 1.4 Kết dính bề mặt tiếp xúc vật liệu gia cưòmg vật liệu n ề n 116 1.4.1 Góc tiếp x ú c 116 1.4.2 Các yểu tố ảnh hưởng đến độ bám dính, liên kêl bề mặt tiếp xúc 117 1.4.3 Các loại liên kết hình thành bề mặt tiếp xúc 118 1.5 Những tính chất đặc trưng vật liệu composite 23 1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất composite 27 1.7 Những rào cản lĩnh vực vật liệu composite 27 1.8 ứ ng dụng vật liệu composite .29 CHƯƠNG CÁC VẬT LIỆU THÀNH PHẦN CỦA COMPOSITE 32 2.1 Vật liệu gia cường 32 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 Vật liệu gia cường dạng sợ i .32 Vật liệu gia cường dạng hạt .65 Preform 84 Compound đúc (Molding compound) 86 Vật liệu tổ ong vật liệu lõi khác 91 2.2 ٧ật liệu .92 2.2 ỉ 2.2.2 2.2 2.2.4 2.2.5 CHƯƠNG Giới thiệu 92 Cấu tnĩc, tinh chut polymer nhiệt dẻo, nhiệt ran ‫ و‬2‫ا‬ ỉ, Nền polymer nhiệt dèo hết tinh VCI vô định h'inh, , 9‫>؟‬ Một so nen polvmer nìĩiệt răn 101 Một so nen nhựa nhiệt dẻo 118 ٠ẶC ĐIẺM c On G n g h ệ c h é t o COMPOSITE 129 G‫؛‬ỞÌ thiệu 129 3.2 Các tiêu chi lựa chọn công nghệ gia công composite 130 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 5.2.8 CHƯƠNG Tốc độ sản xuất 130 Giá thành 131 Tinh sản pham 132 Kích thước sản pham .132 Hình dạng sản phatn 132 l ầ g y ê u cầu doi với sản xudt sản pham composite 134 Những luu V hhì thiết hếhhuỗn \2>4 Cốc bước gla công sàn phẩm composìte hodn chinh \ ٦‫ ؛‬b c On G n g h ệ n t a y 137 4.1 Giới thiệu 137 4.2 ĩ)ụng cụ, thiểt b‫ ؛‬và nguyênliệu 137 4.3 Gia công 138 4.4 Những uu, nliược công nghệ lân tay 142 4.5 ứng dụng 144 CHƯƠNG CO n G n g h ệ PHLN .146 5.1 Giới thiệu 146 5.2 Dụng cụ, thiết bỊ nguyên liệu 146 5.3 Gia công 147 5.4 N htog ưu, nhược công nghệ phun 1.51 5.5 ứng dụng 151 C H IO N C CÔNG NGHỆ DỦC TỦI CHẰN KHÔNG 152 6.1 (jiới thiệu 52 ‫ل‬ 6.2 Diing cụ, thiết h ‫'\ ؛‬à uguyêii liệu ! 52 6.3 Gia công 53 ‫ا‬ 6.4 Những ưti, nhược điểm công nghệ tú‫ ؛‬chân kỉiông 154 CHƯONG CÔNG NGHỆ ĐỦC CHUY.ẾN NHỤ٠ ٨ VÀ ĐÚC CHHYEN Nh ỰA DU.Ó.I CHÂN KHÔNG 155 7.1 Giới t h i ệ u 155 7.2 Dụng cụ, thiết bị nguyên hệu 155 7.3 Gia côitg 159 7.4 Nliững u'u, nliược đieiTi công nghệ dúc chuyên nhự£i 160 7.5 ửng dụng 161 7.6 Công nghộ dúc chuyCn nhựa chân k.hông .162 CHƯƠNG CO n G nghệ QUAn s ợ i 166 8.1 Giới thiệu 166 8.2 Dụng cụ, tliiểt bị nguyên liệu 166 8.3 Gia công 170 8.4 Những uu, nhược công nghệ quấn sợ i 176 8.5 ứng dụng 77‫ا‬ CHƯƠNG c On G n g h ệ k é o đ ịn h HÍNH 1"9 9.1 Gỉới thiệu 1^9 9.2 Dụng cụ, thỉểt bị nguyên liệu 1'9 9.3 Gỉa cOng 14‫؟‬ 9.4 NhCmg ưu, nhược công nghệ kéo định hình 15‫ز‬ 9.5 ú'ng dụng 116 CHƯƠNG 10 c O n G n g h ệ đ ú c é p .118 10.1 Đúc ép composite nhựa nhiệt rắn 118 10.1.1 Giới thiệu 118 10.1.2 Dụng cụ, tìĩiểt hi nguvcri liệu 188 10.1.3 Gia công 189 1().1.4 Nhĩtn١١ ‫ا‬،‫آ‬.‫ ا ا اا‬1‫ ا‬١,‫( آ‬.)'،‫ ذ‬củu công nghệ đ١'ic ẻp coniposlte nhiixi nhiệt răn 192 10.1.5 ủng (ỉiiníỊ 192 10.2 Đúc ép composite iiliLia nhiệt dèo 193 10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.2.4 Giới thiệu 193 Dụng cụ, tỉiiêt hi nguyền liệu 193 Gia công 193 Nhũng ‫ أا‬٠‫ ااا‬nhuxrc c‫ ة‬١‫ا‬g nghệ điic ép coinposlte nhira nhiệt dẻo 197 10.2.5 ủng dụng .197 CHƯƠNG 11 CÓNG NGHỆ DÚC TIÊM 199 11.1 Giớỉ thíệu .199 11.2 Dụng cụ, thiết bị nguyCn liệu 200 11.3 Gia công 200 11.4 Những lai, nhược công nghộ dúc tiCm 204 11.5 ủ'ng dụng 205 11.6 COng nghệ dúc tidm nhựa nhiệt rắn .206 CH Ư O ^G 12 CÔNG NGHỆ ÉP BÙN 208 12.1 Giới thỉộu 208 12.2 Dụng cụ, thiết bỊ nguyên liệu .208 12.3 Gia cOng 214 12.4 Những ưu, nhu'ợc cdng nghệ ép dUn 216 12.5 ủ'ng dụ!ig 216 TÀI LIỆU THAM KHẢO 217 DANH MỤC CÁC Tữ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU BMC CMC FRC GMT HBA HDPE HNA LDPE LLDPE Bulk moulding compounds (Compound đúc dạng khối) Ceramic matrix composite (Composite ceramic) Fibre reinforced composite (Composite gia cường sợi) Glass mat thermoplastic (Nhựa nhiệt dẻo gia cường mat thủy t;inh) Hydroxy benzoic acid High density polyethylene (Polyethylene tỷ trọng cao) Hydroxy naphthanoic acid Low density polyethylene (Polyethylene tỷ trọng thấp) Linear low density polyethylene (Polyethylene mạch thẳng tỷ trọng thấp) L/D Length/diameter (Chiều dài/đường kính) MMC Metal matrix composite (Composite kim loại) MPD Poly(meta-phenylene) PAN Polyacrylonitrile РВТ Poly(butylene terephthalate) PE Polyethylene PEEK Polyetheretherketone PET Poly(ethylene terephthalate) PMC Polymer matrix composite (Composite polymer) pp Polypropylene PPD p-phenylene phthalamide Preform Vật liệu gia cường định hình sẵn Prepreg Vật liệu gia cường tẩm thấm trước nhựa PVC Poly (vinyl chloride) RTM Resin Transfer Moulding (Đúc chuyển nhựa) SMC Sheet molding compound (Compound đúc dạng tấm) TP A Terephthalic acid VARTM Vacuum assisted resin transfer moulding (ĐÚC chuyển nhựa chân không) VLDPE Very low density polyethylene (Polyethylene tỷ trọng thấp) y-ABS y.aminopropyl trimethoxy silane Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHƯNG VỀ VẬT LIỆU COMPOSITE 1.1 KHÁI NIỆM VÈ VẬT LIỆU COMPOSITE Vật liệu composite vật liệu tổ hợp (mức độ vĩ mô) hai hay nhiếu vật liệu thành phần khác vế hình dạng thành phẩn hóa học nhằm tạo nên vật liệu có tính vượt trội so với vật liệu thành phần ' Nhiều vật liệu có nguồn gốc tự nhiên composite Ví dụ gỗ composite gồm sợi cellulose liên kết lignin, xương nhẹ hình thành kết hợp tinh thể apatite (một hợp chất canxi) sợi protein collagen, Ấn Độ, Hy Lạp nước khác, rơm trấu trộn với đất sét để làm nhà cách đầy hàng trăm năm loại composite sợi ngắn Sự tổ hợp hai hay nhiều vật liệu khác composite nhằm tạo nên sản phẩm với tính chất tối ưu, bao gổm tính chất học, tính chất hóa học tính chất chất vật lý tính chất nhiệt (độ dẫn nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt, nhiệt dung riêng, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ chảy mẽm), tính chất điện (độ dẫn điện, tồn thất điện môi ), tính chất quang học, tính cách âm Từ năm 1960, xuất nhu cẩu ngày tăng vật liệu yêu cầu cứng nhẹ Tuy nhiên, vật liệu đơn (monolithic material) đáp ứng yêu cầu Xuất phát từ nhu cẩu ý tưởng chế tạo vật liệu kết hợp từ số vật liệu khác đời tạo 11.6 CÔNG NGHỆ ĐÚC TIÊM NHỰA NHIỆT RÁN Công nghệ đúc tiêm thường dùng gia công composite nhựa nhiệt dẻo, nhiên dùng để gia công nhựa composite nhựa nhiệt rắn Nguyên liệu cho công nghệ chủ yếu BMC dạng dây đoạn ngắn, chứa 15 - 20% trọng lượng sợi thủy tinh E, nhựa polyester không no, độn, phụ gia bột màu Đối với đúc tiêm, chiều dài sợi ngắn thường khoảng đến mm Trên thị trường có compound đúc tiêm sở nhựa epoxy, vinylester phenolic Khuôn công nghệ đúc tiêm thường đắt phức tạp so với công nghệ đúc khác (như RTM) Khuôn (Hình 11.6) phải đủ để chịu lực giữ khuôn áp suất tiêm, ứng suất tạo nên lực kẹp giữ khuôn đủ cao gây nên biến dạng chi tiết đúc khuôn Để tạo chi tiết đúc tiêm, BMC cho vào phễu nạp liệu ép piston để vào xylanh Nguyên liệu qua xylanh nhờ trục vít quay pittong (phổ biến nhựa nhiệt rắn) Loại pittong thích hợp sản phẩm yêu cầu tính chất học cao Còn hệ máy trục vít làm cắt ngắn sợi nên ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm Compound có độ nhớt thấp qua xylanh gia nhiệt Khi nhựa, sợi đến cuối xylanh pittong dừng ngược lại với tốc độ cao để đẩy nguyên liệu vào khuôn có gia nhiệt Sau tiêm, trì áp suất khuôn để nguyên liệu không chảy ngược trở lại Khoảng thời gian trì nhiệt độ áp suất phụ thuộc vào kích thước sản phẩm, hóa tính nhựa chiều dày thành sản phẩm Nhiệt độ xylanh trì gần nhiệt độ đóng rắn để giảm thời gian đóng rắn Nhiệt độ khuôn cao nhiệt độ xylanh, điểu ngược lại với đúc tiêm nhựa nhiệt dẻo Sau sản phẩm đóng rắn, mở khuôn tháo sản phẩm 206 ’ ; t ; ‫؛‬,íílìỊỊ i i ■[: ■،;‫■'؛‬-i ‫؟؛؛؟‬1 ■S iì' l٠ ، & ■■·■/’, ':‫‘؛؛‬.á ٠> ’ ٠‫'؛‬٠;' ‫؟'؛‬s I lư■ i ,■' Hình 11.6 Khuôn dùng công nghệ đúc tiêm Quy trình hoàn toàn tự động Người vận hành cài đặt thông số trình hệ thống điều khiển máy tính Vh dụ để sản xuất nắp cầu chì, cho BMC vào phễu nạp liệu cài đặt thông số Bảng 11.2 Công nghệ dùng sản xuất với suất cao sản xuất số phụ kiện động nhỏ, máy khâu, nắp cầu c h ì Bảng 11.2 C ác thông số cài đặt sản xuất nắp cầu chì công nghệ đúc tiêm Thông sổ Giá tri cài đăt Nhiệt độ xylanh 125"F Nhiệt độ khuôn 310.T Áp suất tiêm lOOOO psi Áp suất giữ 5000 psi Thời gian tiêm 3s Thời gian đíic 25 s Lực giữ kẹp khuôn ٠ ٠ 207 chương 12 CÔNG NGHỆ ÉP Đ Ù N 12.1 GIỚI THIỆU Với công nghệ ép đùn tạo sản phẩm composite nhựa nhiẹt dẻo sợi ngắn bán thành phẩm compound với quy trình liên tục Quá trình đùn liên tục bán liên tục Đùn liên tục phương pháp phổ biến hiệu quả, tiết kiệm để sản xuất vật liệu composite Trong trình đùn, nhựa thường dạng viên nhỏ nạp vào thôn‫ ؛‬qua phễu nạp liệu, phụ gia (dạng lỏng bột) nạp vào trộn trước với nhựa trước đưa vào phễu Sự quay trục vít dẫn nguyên liệu vào xylanh gia nhiệt đến nhiệt độ nóng chảy nhựa tạo hỗn hợp dạng paste đẩy qua đầu tạo hình 12.2 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ NGUYÊN LIỆU Bộ phận thiết bị ép đùn hệ thống đùn trục vít (Hình 12.1) hai trục vít (Hình 12.2) Hệ thống hai trục vít quay chiều ngược chiều, dạng vít song song hình côn Để trộn tốt thành phần thường dùng hệ thống dùn hai trục vít tiành phần trộn đồng đếu Khi qua hệ thống trục vít xylanh có gia nhiệt, nhựa nóng chảy nhờ nhiệt cung cấp bên nhiệt sinh ma sát Nhiệt độ hỗn hợp dạng paste điều chỉnh phù hợp để đảm bảo độ nhớt đủ thấp dể thấm ướt tốt lên bề mặt vật liệu gia cường trình dịch chiyển đến đầu đùn Tại đầu đùn tác dụng áp lực cao hình thành trục vít quay, hỗn hợp nguyên liệu nóng chảy ép khỏi đầu đùa có 208 hình dạng thích hợp phụ thuộc hình dạng khuôn, sau làm mát, thường nước cắt theo chiều dài yêu cẩu Phều nạp liệu Trục vít X vhnili Hình 12.1 Hệ thống ép đùn trục vít Phễu nạp liệu Hình 12.2 Hệ thống ép đùn hai trục vít Khuôn: Đối với ép đùn tạo compound khuôn thường có nhi ều lỗ, hỗn hợp xơ sợi tự nhiên nhựa nóng chảy đầy khỏi đầu đùn tạo dạng dầy, sau làm nguội cắt tạo hạt Đối với đùn sản phẩm dạng ống khỏi đầu đùn sản phẩm cố định hình dạng, kích thước nhờ hệ thống chân không, sau 'đi vào hệ thống làm mát nước Polymer nóng chảy vật liệu có tính đàn hổi nhớt (viscoelastic) hổi phục lượng dự trữ khỏi khuôn - xem trình phổng đầu khuôn (die swell) Đối với dìm profile (Hình 12.3) tương tự đùn ống Tuy nhiên, ống hình 209 tròn nên khuôn có dạng lỗ đcu, hình dạng profile phụ thuộc sản phẩm cuối Khi đùn sản phẩm die swell phải điều chỉnh để đảm bảo kích thước theo yêu cầu cho sản phẩm Hình 12.3 Hình ảnh profile tạo nên công nghệ ép đùn Hệ thống ép đùn gồm hai trục vít Hệ thống ép đùn trục vít: Hệ thống ép đùn trục vít có cấu tạo gồm trục vít đơn đặt xylanh gồm vùng gia nhiệt Tỷ lệ chiều dài đường kính trục vít L/D 24/1 30/1 Vật liệu nạp vào phễu, chảy xuống nhờ trọng lực Khi nguyên liệu rơi xuống phận đùn, nằm khoảng không gian hình vành khuyên vít đùn, sau bị chặn cánh trục vít Xylanh cố định trục vít quay Khi vật liệu qua đầu đùn (die), định hình theo hình dạng mặt cắt ngang đầu đùn Để đẩy vật liệu qua khe cần áp lực đẩy, lực phụ thuộc vào: hình dạng khe, nhiệt độ nóng chảy, tốc độ dòng chảy tính lưu biến hỗn hợp nguyên liệu 210 tạo trục vít gồm rãnh, độ sâu rãnh ảnh hưởng lớn đến lực ép lên vật liệu Đường kính chiều dài trục định thể tích làm việc (khoảng trống) xylanh đùn, từ định đến lượng nguyên liệu nạp vào Đó nhân tố quan trọng ảnh hường đến khả truyền nhiệt từ thành xylanh đến nguyên liệu TrỊic vít thiết kế phải đảm bảo có khả chịu áp lực trình truyền tải nguyên liệu cấu Các vùng làm việc máy ép đùn (Hình 12.4): Vai trò vùng thể Bảng 12.1 Bảng 12.1 Vai trò vùng m áy ép đùn Vùng nén ép, đồng Vùng định lượng - Phân phối nguyên liệu đến đầu đùn - Chuyển hỗn hợp nguyên liệu sang trạng thái mềm cao đồng - Kiểm soát nhiệt độ chảy V ùng Vùng Vùng nạp liệu - Nguyên liêu nạp vào trộn lẫn - Áp lực thấp - Vòng xoắn thấp - Giảm tổn thất Vùng Hình 12.4 Các vùng làm việc trục đùn hệ thống máy đùn trục vít - Vùng nạp liệu: Đây vùng nhận nguyên liệu nguội từ phễu, tùy vào loại nguyên liệu khác mà hệ số ma sát với trục vít thành thiết bị khác Góc xoắn tối ưu cho vùng 45 với giả thiết ma sát trục vít vật liệu 211 - Vùng nén ép: VUng thict kế không dể ép nguyên l‫؛‬ệu mà cải thiện độ dẫn nhiột Khi di qua vUng này, nguyên liệu dạt độ nhớt cần thiết, chuyển pha trộn lln thành khối dồng - VUng định lượng: Dây ١ ding cuổi cUng trục vít, hoạt dộng bom định lượng, điểu chinh nguyên liệu nóng chảy dến dẩu dUn với thể tích áp suất xác định Hệ thống ép dùn hai trục vít Hệ thống thích hợp với polymer nhạy nhiệt PVC hoạt dộng bom Cấu tạo gổm cặp trục vít hình côn song song Hình 12.5 Cặp trục vít quay cUng chiều (Hinh 12.6) ngược chiểu (Hình 12.7) ٢ ị p ٠r ụ f ١ltcSu Cặp ،rụf ١'‫؛‬ song song Hình 12.5 Cấu tạo cặp trục vít hệ thống ép đùn hai trục vít 212 Hình 12.6 Cặp trục vít quay chiều Hình 12.7 Cặp trục vít quay ngược chiều Có phận quan trọng trục vít: Bộ phận vận chuyển phận nhào trộn Về bản, mặt cắt ngang phận vận chuyển phận nhào t:ộn giống Điểm khác biệt phận vận chuyển có cấu tạo rcn xoắn cách liên tục (Hlnh I2.8a) đó, phận nhào trộn có cấu tạo gồm các' dĩa góc cạnh dặt chệch góc tuơng ứng, ví dụ: 60 (Hình 12.8b) (a) (b) Hình 12.8 Cấu tạo trục vít (a) ٥ ộ phận vận chuyển vá (b) phận nhào trộn 213 12.3 GIA CÔNG Về công nghệ ép đùn gốm nhiều công đoạn nối tiếp tao hệ liên tục gổm: trộn đùn, làm mát, kéo cắt sản phẩm Tại thiết bị ép đùn (Hình 12.9), vài công đoạn vận hành bao gổm: Nạp liệu: Đưa nguyên liệu vào thiết bị ép đùn Gia nhiệt: nhờ ma sát hệ thống gia nhiệt điện trở bên Có nhiều vùng gia nhiệt dọc theo thiết bị ép đùn, cài đặt nhiệt độ cảc vùng cho phù hợp tùy thuộc trường hợp cụ thể Phân tán: Độn dạng cục lớn bị vỡ thành mảnh nhỏ nhờ lực xé trình dịch chuyển xylanh Trộn hợp, phân tán: đồng hóa độn, sợi polymer nhờ phận nhào trộn trục vít Loại chất bay (khử khí): Loại ẩm chất bay có mặt xơ sợi sản phẩm phụ có qua lỗ thoát khí hút chân khôngÉp: Thắng lực trở kháng dòng chảy đầu đùn gây nên Thiết bị ép đùn đặt trưng tỉ số chiều dài/đường kính trục vít (L/D) thường nằm giới hạn 24 đến 36 Máy ép đùn hai trục ١ út hình côn quay ngược hướng thích hợp với tốc độ sản xuất cao sử dụng động (machine) nhỏ, thiết bị ép đùn cấu hình song sóng phù hợp với động có kích thước 70mm Các phận sau công đoạn đùn có ảnh hưởng lớn đến tính chất sản phẩm, bao gồm: gờ khuôn, thiết kế khuôn (die design, die swell,), tốc độ làm nguội tốc độ kéo Trong số gờ khuôn, thiết kế khuôn tốc độ kéo có liên quan với Die design phức tạp, đặc biệt trường hợp mặt cắt ngang rỗng có hình dạng không cân đối, nhiều nguyên liệu với tính chất lưu biến thay đổi co ngót Thiết kế góc vào khuôn quan trọng ảnh hưởng đến tính chất lý sản phẩm Bản chất nhựa ảnh hưởng đến độ co ngót, xảy vật liệu bán kết tinh nhiều vó định 214 h'ltih Trong trường hợp sản phẩm có mật cắt ngang dày tránh dược co ngOt Die swell bị ảnh hưdng hỏi tl sổ L/D phạm vi khuôn Die swell glim tâng chiểu dài khuOn L/D nhiệt độ không dổi Drawdown tl số độ chênh l,ệch vể tốc độ kéo tốc độ khỏi khuôn biểu diễn dơn vị phẩn trãm Lượng nhỏ Drawdown yêu cầu nliằm tri sức căng prohle Ngoàí giUp xếp mạch phân tử polymer ảnh hưởng dến tinh bất đẳng hướng tinh chất học Nói chung, die swell bù trừ điểu chinh phần trăm Drawdown Lực tác dụng dầu kéo tạo nên ứng suất troirg profile, ứng suất dó không dồng dều thi cong vênh xảy Lo tiio.it ‫ه‬ Nguvénliệii H iitciklwng ‫؛‬ /١1! ịẵề K - ; ìr Piilfll I ‫ ا‬: ^ ‫ﺷﺜ ﺔ‬ i ‫ذ‬ # ،‫ي؟ل'ع‬ Isanplatnln ấ đ itn Hình 12.9 Hệ thống thiết bị ép đùn Các yếu tố ảnh hưởng đến trinh dùn: - Trục vít: Bước, góc xoắn tốc độ quay nhân tố quan trọng ảnh hưởng dến sản lượng dấu máy dUn Tốc độ trục vít nhân tố quan trọng ảnh hưởng dến hiệu suất máy dUn, không ảnh hưởng dến vận chuyển vật líệu mà cOn nhiệt độ sinh ma sát - Thời gian lưu: Là thơi gian vật liệu di máy dUn Dầy thông sổ để phần tích trinh trộn, phân hủy từ dó thiết kế máy dUn phù hơp Khi yếu tố khác không dổi, thời gian lưu tỷ lệ thuận với chiều dài làm 215 việc tỉ lệ nghỊch với tốc độ dầu Vi vậy, yếu tố ảnh hư(ởng dến thời gian lưu gổm: nhiệt nóng chảy, nhiệt chuyển pha, chênh lệch nihiệt độ nóng chảy với nhiệt d.ộ cuối, phân phối hỗn hợp, hàm lượng dộn, tthay dổi nhiệt độ khu vực nóng chảy - Nhiệt độ vUng máy dUn: Nhiệt độ vUng có ảnh hưởng lớn dến trinh dùn Nhiệt độ ١ hing nạp líệu: Nó có chức làm mểm dẻo nhựa tr٠ ước khỉ qua ١ hing Nhíệt độ vUng thường cao hon nhiệt nOng c:hảy nhựa - 10.C Nếu chọn nhiệt độ ^ n g cao làm nhựa c:hảy nhớt bám vào thành thỉểt bị trục vít ảnh hưởng dến thiết bị Nhiệt độ ١ h‫ﻢ‬ ‫ﻟ‬ng nén ép: nhiệt độ ١ h‫ل‬ ng thường cao nhiệt độ nOng chảy nhựa 20 - 30.C, làm nhựa chuyển sang trạng thái n.óng chảy dể phối trộn với vật liệu gia cường tốt hơn, dồng dều Nếu n:hiệt độ vUng thấp thi nhựa có độ nhớt cao khó phối trộn dông dều vơi thành phần khác Nhiệt độ vùng dồng nhất: Nhiệt độ t^ing thương cao vùng nén ép - 10.C, có chức chinh giảm độ nhớt nhựa giUp trinh trộn dồng dều 12.4 NHỮNG ƯU, NHƯỢC CÙA CỒNG NGHỆ ÉP ĐÙN Với công nghệ ép dùn có nhiểu ưu điểm như: hệ thống sản xuất liên tục, suất cao, chi phi sản xuất thấp Tuy nhiên công nghệ củng có mặt hạn chế chi phi cho dầu tư thiết bị tương dối lớn, không sản xuất dưực sản phẩm có mặt cắt ngang thay dổi theo chiểu d i 12.5 ƯNG DỤNG Công nghệ ép dUn dược sử dụng rộng rãi sàn xuất sản phẩm dạng ống, panel xây dựng, sản phẩm gia dụng, nội thất sản xuất bán thành phẩm compound 216 TÀI LIỆƯ THAM KHẢO Suong V Hoa Princlp!es of the Manufacturing of Composite Materials Department of Mechanical and Industrial Engineering Concordia University, Quebec, Canada 2009 Mazumdar, Sanjay K Composites manufacturing: materials, product, and process engineering The United States of America 2002 P.K Mallick Fiber - reinforced composites: materials, manufacturing, and design The United States of America 2008 Amar K Mohanty, Manjusri Misra, Lawrence T Drzal Natural fibers, biopolymers, and biocomposites The fjnited States of America 2005 Giineri Akovali Handbook of Composite Fabrication Rapra Technology Ltd 2001 G Lubin, Handbook of Fiberglass and Advance Composites, Van Nostrand Reinhold Company, New York, USA 1969 Militaty Handbook, The Composite Materials Handbook, MIL - 17, Ed Army Research Laboratories, Teclinomic Publishing Company, Lancaster, PA, USA 1999 Sidney H Goodman Handbook of thermoset plastics Raytheon Systems Company El Segundo, California USA 1,998 Andrew Peacock Handbook of polyethylene: Structures, properties, and application Exxon chemical company, Ba^4own> Texas USA 2000 10 Roger N Rothon Particulate- F.illed Polymer Composites Rapra Technofogy Limited, UK 2003 217 11 R.A Vaia, R.K TuekoLsky and E.l) ٢ l‫؛‬anne!‫؛‬s Chemistry of Materials 1994 12 Charles A Harper, Edward M Eetrie Elastics materials and processes: A Concise Encyclopedia, the Unitetl States of America 2003 13 Crawford, R.l Elastics engineering Department of Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering, The Queen's University ofBelfast, UK 1988 14 Yuri Sergee١ dch Folymer reinforcement Academy of Sciences of Ukraine 1995 15 Alfred Rudin THE ELEMENTS OF Folymer Science and Engineering: An Introductory Text and Reference for Engineers and chemists The United States of America 1999 16 Nello Fasquini Folypropylene Handbook Hanser 2004 17 Michel Biron Thermosets and Composites ElseMer Science & Technology Books 2003 18 Ken L Forsdyke and Trevor F Starr Thermoset Resins Rapra Technology Limited 2002 19 Feter Fischer, Johannes Wortberg, Single- Screw Extruders and Barrier Screws, conference on "The Single Screw Extruder - Basics and System Optimization", published by VDI- Verlag Düsseldorf, "Kunststofftechnik” 1997 20 V Goodship Fractical Guide to Injection Moulding Rapra Technolo^ Limited and ARBURG Limited 2004 21 D V Rosato.Extruding Elastics: A practical processing handbook Elastics Institute of America Rhode Island School of Design, Chatham, MA, 02633, USA 1998 218 22 (har!es E Earrahci })olymer Chemistry College of Science Florida Atlantic University Boca 1'^aton, and Floritla Center for Environmental Studies Palm Beach Cardens, Florida, USA 2()٥ 23 lames L White 13avid D Choi Polyolefins: Processing, Structure Development,and Properties Department of Polymer Engineering, The University of Akron, 250 South Forge Street, Akron, OH, 44325 - 0301, USA 2004 24 C.E Harris, J.H Starnes, Ir., and M.J Shuart, Design and manufacturing of aerospace composite structures, state - of - the - art assessment, Aircraft, 39:545.2002 25 c Soutis, Carbon fiber reinforced plastics in aircraft applications Mater Sci Eng., A, 412:171 2005 26 w Chalmers, The potential for the use of composite materials in marine structures Mar Struct., 7:441 1994 27 A.P Mouritz, E Gellert, p Burchill, and K Challis, Review of advanced composite structures for naval ships and submarines Compos Struct., 53:21.2001 28 L.C Hollaway, The evolution of and the way forward for advanced polymer composites in the civil infrastructure Construct Build Mater., 17:365.2003 29 D.A Riegner, Composites in the automotive industry, ASTM Standardizatfon News 1983 30 Nguyễn Hoa Thịnh - Nguyễn Dinh Dức Vật liệu Compozit Cơ hợc Công nghệ Nhà xuẩt Khoa học kỹ thuật Hà Nội 2002 219 GIA CÔNG COMPOSITE NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA - HÀ NỘI Địa chỉ; Ngõ 17 Tạ Quang Bửu - Hai Bà Trưng - Hà Nội Điện thoại; 04 38684569; Fax: 04 38684570 www.nxbbk.hust.edu.vn Chịu trách nhiệm x u ấ t bản: TS PHỪNG LAN HƯƠNG P hản biện: PGS TS PHẠM NGỌC ANH Biên tập: TRẦN THỊ PHƯƠNG Sửa in: TRẦN THỊ PHƯƠNG Trình bày: HOÀNG HẢI YẾN In 500 khổ 16 X 24cm Công ty cổ phần in An Tín, sổ 18 ngõ 259 đường Giải Phóng, Hà Nội Số đăng ký KHXB: 1129 - 2013/CXB/23 - 50/BKHN; ISBN: 9786049115561, Cục Xuất cấp ngày 22/8/2013 Số QĐXB: 220/QĐ - ĐHBK - BKHN ngày 5/9/2013 In xong nộp lưu chiểu quý IV năm 2013