Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, đặc biệt là cơ khí tự động hóa và tin học ngày nay có rất nhiều phương pháp gia công vật liệu PC, tùy thuộc vào mục đích vào qui mô sản xuất vào tính chất và kích thước của kết cấu cũng như vào yêu cầu kỹ thuật mà lựa chọn phương pháp gia công thích hợp. Sau đây là một số phương pháp gia công phổ biến:
+ Lăn ép bằng tay: Đây là phương pháp dùng rulô hay chổi quét tẩm nhựa lên vải sợi. Sợi gia cường xếp trong khuôn. Sử dụng các loại gia cường khác nhau cho các phần kết cấu của sản phẩm. Sau đó tẩm nhựa lên sợi gia cường rồi dùng rulô ép để loại bỏ không khí. Tiếp tục sử dụng kỹ thuật như trên cho đến khi kết cấu đạt đến độ dày cần thiết. Tách sản phẩm sau một thời gian xác định để cho nhựa nền đóng rắn hoàn toàn. Chú ý là trước khi gia công để cho dễ dàng tách sản phẩm phải bôi lên khuôn một chất chống dính thích hợp. Phương pháp gia công này sử dụng rất phổ biến vì thiết bị máy móc đơn giản, không cần công nhân có trình độ tay nghề cao tuy nhiên nhược điểm của nó là rất độc hại đối với sức khỏe của người thi công trực tiếp và làm ô nhiễm môi trường.
Điểm đặc biệt của quá trình công nghệ này là nhận được sản phẩm với kích cỡ chính xác, và có độ nhẵn bề mặt ở phần tiếp xúc với khuôn trong quá trình chế tạo. Khuôn có thể được chế tạo từ vật liệu tùy ý, nhưng phải đảm bảo được độ cứng và đảm bảo được khi thi công tạo được dáng sản phẩm với kích cỡ đạt yêu cầu. Ngoài ra khuôn còn phải chịu được các tác động hóa học của nhựa nền. Thông thường khuôn được chế tạo từ gỗ, thạch cao, bê tông, kim loại.
Các lỗi kỹ thuật và cách khắc phục trong phương pháp đắp tay:
Các sai hỏng Nguyên nhân Cách khắc phục
Gel coat dính khuôn Sử dụng không đúng chất róc khuôn
Bôi lại chất róc khuôn và giữ khô. Nếu còn có thể phun PVOH trên lớp wax
Nhựa đi qua lớp gelcoat
Gelcoat bị trương và tách ra khỏi bề mặt khuôn do không đủ chất đóng rắn và do styren trong nhựa
Cho gelcoat đóng rắn nhanh. Lớp gelcoat khoảng 0.025 – 0.035mm là vừa. Đóng rắn nhanh lớp nhựa phủ trên gelcoat bằng cách thêm vào chất xúc tiến Bề mặt sản phẩm mờ không bóng láng Lấy sản phẩm nhanh. bề mặt khuôn bị làm bẩn.
Kéo dài thời gian đóng rắn của gelcoat và sản phẩm
Lớp gel coat có các lỗ khuyết
Do sự phồng lên của lớp gelcoat (lớp gelcoat bị tách ra khỏi lớp nhựa) và giữ không khí trong đó.
Phun gel coat thành nhiều lớp. kiểm tra các vết trương sau khi đắp. Sửa chữa liền sau khi tháo khuôn bằng cách đắp mastic.
Bọt, trương phồng, rỗ trên mặt gelcoat
Bọt khí, dung môi, dơ, nhiệt độ sinh ra trong quá trình gia công quá cao
Hạn chế bọt khi trong quá trình khuấy trộn xúc tác. giữ ổn định trong thời gian ngắn sau khi trộn và trước khi phun. Làm sách khu vực làm việc và khuôn
Hinh.8.2 Công nghệ lăn ép bằng tay. 1.con lăn, 2.khuôn, 3.gel cốt, 4. sợi gia cường, 5.chất chống dính, 6. nhựa nền
Xuất hiện các vùng mền
Đóng rắn không đồng đều Đưa thêm xúc tác và trộn kỹ
Có những vết rỗ lớn Sử dụng quá nhiều chất róc khuôn tại các góc sản phẩm làm cho gelcoat không thấm ướt vùng này Cẩn thận khị chọn lựa và sử dụng chất róc khuôn Xuất hiện các rãnh và khe nứt Vết nứt lớn là do tại đó lớp gelcoat quá dày hay nhiệt độ tỏa ra lớn.
Phun gelcoat đồng đều hơn. Trộn chất xúc tác kỹ hơn. Cẩn thận trong khi phun.
Các vết khuyết dọc theo bề mặt.
Độ nhớt của nhựa quá thấp, khuôn và nhiệt độ phòng quá cao.
Điều chỉnh lại độ nhớt của nhựa. Giản nhiệt độ phòng và khuôn
Bọt khí Bọt khí bị giữ trong sợi sau khi thấm ướt nhựa.
Khử bọt cẩn thận hơn, có thể thấm trước một lượng nhựa lên khuôn. Có thể pha thêm một lượng nhỏ màu xanh vào nhựa để có thể nhận thấy bọt dễ dàng
+ Ép nóng trong khuôn: Quá trình hiệu quả kinh tế nhất để sản xuất trên qui mô lớn các kết cấu có kích thước nhỏ đến trung bình. Chế tạo sản phẩm bằng máy ép thủy lực và khuôn kim loại được gia nhiệt. Sợi gia cường được xếp vào trong khuôn gia nhiệt được phủ một lớp chống dính. Nhựa có chất xúc tác được rót lên. Khuôn được đóng mở chính xác phụ thuộc vào tốc độ phản ứng của nhựa. Phương pháp này
+ Đúc kéo: Để chế tạo sản phẩm dạng thanh thẳng hoặc uốn, với thiết diện không đổi được gia cường chắc chắn theo một phương. Sản phẩm gia cường được thấm nhựa trong bể nhựa đã cho xúc tác. Sau đó sợi gia cường đã tẩm nhựa được kéo qua một khuôn gia nhiệt để gạt bỏ phần nhựa thừa, tạo hình cho sản phẩm đồng thời đóng rắn nhựa. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 8.3 công nghệ ép nóng trong khuôn, 1. trục dẫn
động, 2. nhựa+sợi, 3. khuôn dương, 4. khuôn âm, 5. điện trở gia nhiệt
+ Phương pháp quấn: Công nghệ quấn các kết cấu compozit đã xuất hiện vào đầu những năm 60 của thế kỷ trước, trải qua một thời gian khá dài hoàn thiện công nghệ đến nay công nghệ quấn đã đạt đến trình độ tiên tiến tự động hoặc bán tự động, cho phép chế tạo được nhiều loại kết cấu có độ bền cao
Trong phương pháp quấn sợi gia cường được tẩm nhựa có xúc tác cho cuộn xung quanh một trục quay tròn có hình dáng của mặt trong kết cấu cần chế tạo. Sau khi quấn với những số lần quấn nhất định theo các chiều khác nhau, đạt được độ dày và cấu trúc cốt thiết kế, sản phẩm được trải qua quá trình đóng rắn và tháo sản phẩm. Sản phẩm có tỷ lệ sợi gia cường cao nên tính chất cơ học cao.
Công nghệ quấn chủ yếu được dùng để chế tạo các kết cấu có hình dạng của vật thể quay, các ống kỹ thuật, ống dẫn dầu, nước, hóa chất, các lọai bình chứa, xitec, vỏ động cơ tên lửa, các thùng chuyên trở vận tải, các thân vỏ của máy bay. Chính vì ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực của khoa học kỹ thuật như vậy nên phương pháp này là một trong những phương pháp rất quan trọng trong công nghệ chế tạo compozit.
+ Công nghệ SMC hay còn gọi là cán tấm: Theo phương pháp này nhựa sau khi trộn sẽ được bơm lên màng nhựa ở cả hai vị trí cùng một lúc, sợi liên tục sẽ được cắt bởi một dao cắt phía trên máy và rải đều lên vào giữa hai lớp nhựa. Toàn bộ nguyên vật liệu này sẽ đi qua bộ phận cán tấm. Hệ thống cán tấm này nhằm tạo ra sự thấm uớt đồng đều của nhựa lên sợi.
Hình 8.4. Công nghệđúc kéo, 1. Khuôn đóng rắn, 2. con lăn kéo, 3. thớt gia nhiệt, 4. Sợi gia cương, 5. tang quay, 6 bể tẩm nhựa nền, 7. sản phẩm Hình 8.5. Công nghệ cuôn, 1. Đầu cấp sợi, 2. động cơ, 3. thân máy, 4 sợi đã tẩm nhựa, 5. lõi trục
Những ưu điểm của công nghệ SMC
Kiểm soát được sợi trong SMC do đó điều chỉnh tính năng cơ lý tính của sản phẩm
Sản phẩm đuợc ép trong khuôn có thể tạo gân, tạo lỗ hoặc đưa chi tiết phụ vào
Trọng lượng nhẹ, SMC có trọng lượng riêng nhẹ hơn cấu trúc kim loại.
Ổn định kích thước, SMC có độ ổn định kích thước trong những điều kiện nhiệt độ và môi trường. Sự thay đổi thể tích khi gia công cũng có thể kiểm soát theo lượng phụ gia đưa vào trong công thức.
+ Công nghệ khuôn chân không ô tôcla: Phương pháp này được áp dụng để sản xuất các sản phẩm có kích thước lớn với cấu trúc phức tạp, với những đòi hỏi và ổn định về tiêu chuẩn cơ lý hóa khi khai thác sử dụng chúng và với số lượng sản phẩm lớn. Quá trình chế tạo sản phẩm được thực hiện dưới sự chênh lệch áp lực lên màng đàn hồi điapham trong bình otocla. Nhiệt độ trong bình được làm tăng lên sau khi đưa khuôn có vật liệu vào. Các túi chân không đàn hồi điapham có tác dụng phân bố đồng đều áp suất lên khuôn. Dưới tác dụng của nhiệt độ và áp lực ép của túi chân không vật liệu đóng rắn thành sản phẩm mong muốn.