2.3.3.1. Lựa chọn nguyờn liệu tối ưu [4], [8]
a) Một số tớnh chất nổi bật của nguyờn liệu chế tạo khuụn õm ma-nơ-canh
Chất liệu sản suất sản phẩm ma-nơ-canh rất đa dạng nhƣ: xốp, nhựa nhiệt cứng, giấy, vật liệu compozit, gỗ, cao su.
a1. Xốp
Ưu điểm:
- Xốp cú ƣu điểm nhẹ.
- Xốp cú khả năng cỏch nhiệt và cỏch õm rất tốt.
- Thuận tiện trong quỏ trỡnh thiết kế mẫu trờn ma-nơ-canh.
Nhược điểm:
- Xốp mềm.
- Dễ bị cỏc dung mụi phỏ hủy nhƣ xăng, dầu...
- Gia cụng theo nhiều hỡnh dạng và bề mặt khỏc nhau.
a2. Nhựa nhiệt cứng
Ưu điểm:
- Cú hỡnh dỏng cố định sau khi gia cụng. - Cứng vững.
Nhược điểm:
- Nhựa rũn, độ bền khụng cao.
- Bị biến dạng và thay đổi tớnh chất dƣới tỏc dụng của nhiệt độ. - Khụng thể mềm khi gia nhiệt lần thứ hai.
a3. Giấy
Ưu điểm:
- Giấy nhẹ, xốp.
- Nguyờn liệu dễ tỡm, giỏ rẻ, dễ gia cụng.
Nhược điểm:
- Độ bền khụng cao dễ bị phỏ hủy bởi nƣớc và hơi ẩm, dễ bị mối mọt phỏ hủy. - Độ ổn định kớch thƣớc khụng cao.
a4. Vật liệu compozit
Nhƣ đó trỡnh bày ở phần khuụn õm, vật liệu compozit cú rất nhiều ƣu điểm nổi bật mà cỏc nguyờn liệu khỏc khụng cú đƣợc.
b) Phương ỏn lựa chọn nguyờn liệu tối ưu
- Xốp nhẹ, đõm kim dễ dàng khi thiết kế, nhƣng chi phớ để gia cụng cao, chi phớ làm khuụn cao. Sản phẩm từ nguyờn liệu xốp đƣợc chế tạo dƣới ỏp lực cao, khuụn dựng trong thổi xốp phải là loại khuụn sắt chịu đƣợc ỏp lực. Với khuụn õm làm từ vật liệu compozit khụng phự hợp với nguyờn liệu này.
- Với khuụn dựng vật liệu từ compozit khụng phự hợp với nhựa nhiệt cứng vỡ quỏ trỡnh gia cụng ở nhiệt độ cao và ỏp lực lớn.
- Giấy là nguyờn liệu đƣợc dựng rất rộng rói trong sản xuất ma-nơ-canh. Giấy cú một số ƣu điểm nhƣ: nhẹ, xốp, cú thể cắm kim vào đƣợc khi thiết kế trang phục trờn ma-nơ-canh, giỏ thành thấp. Tuy nhiờn giấy cú một số nhƣợc điểm: độ bền khụng cao dễ bị phỏ hủy bởi nƣớc và hơi ẩm, độ ổn định kớch thƣớc khụng cao.
- Nhƣ đó trỡnh bày ở phần khuụn õm, vật liệu compozit cú rất nhiều ƣu điểm nổi bật mà cỏc nguyờn liệu khỏc khụng cú đƣợc, giấy là nguyờn liệu rẻ tiền sản phẩm ma-nơ-canh đƣợc tạo ra co thể cắm ghim đƣợc. Chớnh vỡ vậy trong đề tài này tụi chọn vật liệu compozit và giấy để sản xuất sản phẩm ma-nơ-canh.
2.3.3.2. Lựa chọn nguyờn liệu cho vật liệu polyme compozit a) Vật liệu polyme compozit cốt sợi thủy tinh
- Nguyờn liệu dựng để chế tạo sản phẩm ma-nơ-canh đƣợc lựa chọn giống nhƣ nguyờn liệu làm khuụn õm đƣợc trỡnh bày ở phần trờn.
b) Vật liệu polyme compozit cốt giấy
- Lớp nhựa nền: PVA Poly Vinyl Ancohol đõy là nguyờn liệu rất phự hợp với nguyờn liệu gỗ, giấy.
- Nguyờn liệu giấy đƣợc chọn là loại giấy giấy Duplex định lƣợng 400g m2,
2.3.3.3. Quy trỡnh thao tỏc chế tạo sản phẩm ma-nơ-canh bằng vật liệu polyme compozit cốt sợi thủy tinh
Khuụn õm đƣợc phõn làm hai nửa: nửa trƣớc và nửa sau của ma-nơ-canh do vậy cần thực hiện lần lƣợt hai bề mặt khuụn, quỏ trỡnh thực hiện đƣợc làm nhƣ sau:
Bước 1. Xử lý bề mặt lũng khuụn
Dựng giấy giỏp mịn đỏnh búng lũng khuụn đảm bảo độ nhẵn, lau sạch cỏc vết bụn bẩn để chuẩn bị cho cụng đoạn tiếp theo.
Bước 2. Phun lớp chống dớnh để ngăn cỏch bề mặt khuụn
Lớp chống dớnh cú mục đớch làm cho khuụn đƣợc lấy ra dễ dàng. Lớp chống dớnh dựng là loại .
Bước 3. Đặt lớp phủ trỏng gien
- Pha bột mầu cựng với polyeste khụng no. Đõy là lớp ngoài cựng thể hiện mầu của sản phẩm, mầu chỉ đƣợc pha vào lớp trỏng gien khụng pha cho nguyờn liệu của quỏ trỡnh xếp lớp.
- Dựng phỏy phun sơn phun một lớp trỏng gien dầy khoảng 0,25 đến 0,5 mm. Quy trỡnh đƣợc thực hiện nhƣ sau:
+ Bọc băng dớnh vào bề mặt phõn khuụn để cho khi phun lớp trỏng gien khụng bị dớnh trờn đú.
+ Dựng sỳng phun sơn phủ một lớp trỏng gien đều trờn bề mặt và đảm bảo độ dầy theo yờu cầu từ 0,25 đến 0,5 mm.
+ Sau khi phủ xong búc bỏ lớp băng dớnh trờn phần bề mặt phõn khuụn.
Bước 4. Quỏ trỡnh xếp lớp
- Dụng cụ xếp lớp: Chổi quột, con lăn giống nhƣ làm khuụn õm - Nguyờn liệu:
+ Chất xỳc tỏc: Metil – etil – keton – peroxid (MEKP). + Nguyờn liệu tăng cƣờng: vải thủy tinh Mat KCC 300. + Chất phụ gia: CaCO3.
- Phƣơng phỏp xếp lớp: dựng phƣơng phỏp xếp lớp bằng tay. - Chiều dày xếp lớp: 0,2 cm.
- Chuẩn bị nguyờn liờu:
+ Polyeste khụng no đƣợc pha với chất phụ gia CaCO3 và chất xỳc tỏc Metil – etil – keton – peroxid (MEKP).
+ Vải thủy tinh KCC.
- Trong quỏ trỡnh xếp lớp bề mặt vải thủy tinh cần đƣợc thấm đều polyeste, dựng con lăn để loại bỏ bọt khớ ra khỏi cỏc lớp.
- Quỏ trỡnh xếp lớp (đƣợc thực hiện giống nhƣ xếp lớp khuụn õm).
+ Chờ cho lớp trang gien khụ, phủ một lớp mỏng nhựa lờn lớp trỏng gien. + Đặt vải thủy tinh vào khuụn õm và thấm đều nhựa trờn bề mặt vải. + Dựng con lăn loại bỏ bọt khớ ra khỏi lớp nhựa và vải thủy tinh. + Sau khi xếp lớp xong hai thõn ỳp hai khuụn õm vào với nhau để hàn vị trớ khớp bằng sợi thủy tinh và polyeste khụng no.
Bước 5. Sau khi kết thỳc quỏ trỡnh tạo lưới tỏch sản phẩm ra ngoài
Sau quỏ trỡnh xếp lớp chờ khoảng 3 tiếng để cho quỏ trỡnh tạo lƣới kết thỳc, lớp composit đụng cứng lại lấy sản phẩm ra ngoài.
2.3.3.4. Quy trỡnh thao tỏc gia cụng ma-nơ-canh bằng vật liệu polyme compozit cốt giấy
Nguyờn liệu:
- Lớp nhựa nền: PVA Poly Vinyl Ancohol.
- Nguyờn liệu giấy đƣợc chọn là loại giấy Giấy Duplex định lƣợng 400g m2.
Dụng cụ chuẩn bị:
- Thau nƣớc. - Chổi quột.
- Con lăn.
Bước 1: Chuẩn bị giấy
- Nhỳng giấy bồi vào chậu nƣớc đó chuẩn bị chờ khoảng 10 phỳt cho giấy thấm đều nƣớc. Cụng đoạn này làm cho giấy mềm, gấm keo và cú thể lựa theo cỏc chiều cong của cơ thể khi ỏp vào khuụn õm và cắt xộ theo muốn.
Bước 2: Quỏ trỡnh xếp lớp
- Tiến hành quột nhựa đều lờn cỏc lớp giấy, ộp vào bề mặt khuụn õm sau đú dỏn lại với nhau . Trong quỏ trỡnh xếp lớp giấy cần loại bỏ khụng khớ ra khỏi cỏc lớp giấy bằng cỏch dựng con lăn. Cỏc lớp giấy đƣợc bụi nhựa đều trờn bề mặt.
- Quỏ trỡnh xếp lớp đƣợc thực hiện nhiều lớp cho đến khi đạt độ dày theo yờu cầu (5 lớp giấy).
- Quỏ trỡnh đƣợc thực hiện trờn hai nửa khuụn trƣớc và khuụn sau.
Bước 3. Ghộp hai mặt khuụn
- Sau khi đó xếp lớp giấy xong hai nửa khuụn tiến hành rỏp hai nửa khuụn lại sau đú dựng vớt hóm vào cỏc vị trớ định vị trờn khuụn õm để hai nửa khuụn đƣợc cố định chặt với nhau và đảm bảo độ ăn khớp giữa hai nửa khuụn.
- Tiến hành xếp lớp giấy lờn phần tiếp giỏp giữa hai nửa khuụn. Phần bồi giấy lờn hai nửa khuụn này cần thực hiện 3 lớp giấy để đảm bảo hai nửa khuụn đƣợc gắn chặt với nhau.
Bước 4. Sấy khụ
Do giấy đƣợc thấm nƣớc ở cụng đoạn trƣớc và keo do vậy cần làm khụ khuụn để giấy đƣợc định hỡnh trong khuụn õm. Tiến hành sấy trong lũ sấy khoảng 600C trong 8 giờ hoặc tiến hành phơi dƣới ỏnh nắng mặt trời trong 16 giờ. Nhiệt độ sấy khụng đƣợc cao quỏ, nếu cao quỏ trỡnh khụ đột ngột sẽ làm cho cỏc lớp giấy co lại khụng đảm bảo độ chớnh xỏc của sản phẩm ma-nơ-canh sau khi đƣợc tạo ra. Trong quỏ trỡnh sấy khụ khụng đƣợc thỏo khuụn õm ra, nếu thỏo khuụn ra sẽ bị mất dỏng của sản phẩm.
Bước 5. Thỏo khuụn, cắt ba via thừa và hoàn thiện sản phẩm
- Khi giấy đó khụ và đó định hỡnh theo khuụn õm tiến hành thỏo sản phẩm ra khỏi khuụn, dựng kộo hoặc dao cắt giấy thừa tại vị trớ cổ và hai đựi của ma-nơ-canh. Tại cỏc vị trớ tiếp giỏp giữa hai nửa khuụn dựng bột giấy hũa với keo chớt lại để tăng cƣờng độ kết dớnh giữa hai nửa khuụn đồng thời tăng tớnh thẩm mỹ cho sản phẩm.
Bước 6. Xử lý bề mặt
Dựng bột bả matớt ATM vàng phủ một lớp dày khoảng 0,5 mm, chờ cho lớp bả matớt khụ, dựng giấy giỏp mịn đỏnh búng bề mặt sản phẩm đến khi độ búng đạt yờu cầu.
2.4. Chế tạo chõn đế, nắp cổ ma-nơ-canh 2.4.1. Chọn nguyờn liệu
Chõn đế của ma-nơ-canh phải đảm bảo yờu cầu, bền, chắc chắn, đảm bảo tớnh thẩm mỹ. Nguyờn liệu làm chõn đế và nắp cú nhiều loại nhƣ: gỗ, sắt, inox…
- Đối với gỗ thƣờng đƣợc sử dụng để tạo ra phần nắp và phần giỏ đỡ vỡ phƣơng phỏp chế tạo đơn giản, giỏ thành thấp, nhƣng gỗ cú nhƣợc điểm dễ bị mối mọt tấn cụng và độ bền khụng cao.
- Sắt là một nguyờn liệu dễ kiếm, đảm bảo độ cững vững khi chế tạo, giỏ thành chi phớ khụng cao nhƣng sắt cú một nhƣợc điểm dễ bị ụ xi húa, để khắc phục yếu điểm này cần phải cú một lớp sơn thật tốt phủ bề mặt ngoài.
- Inox là nguyờn liệu cũng rất dễ tỡm, khụng bị ụ xi húa, bề ngoài búng đẹp, tuy nhiờn giỏ thành gia cụng cú phần vƣợt trội hơn so với hai nguyờn liệu trờn. Trong đề tài này tụi dựng nguyờn liệu Inox để làm phần chõn đế và phần nắp đậy cổ của ma-nơ-canh.
2.4.2. Bản vẽ thiết kế và yờu cầu kỹ thuật 2.4.2.1. Bản vẽ thiết kế (hỡnh 2.10) 2.4.2.1. Bản vẽ thiết kế (hỡnh 2.10) Hỡnh 2. 10. Bản vẽ chõn đế ma-nơ-canh, nắp cổ 250 30 Vị trớ gỏ đầu vai và nắp cổ
Vị trớ điều chỉnh chiều dài chõn đế 20 Dựng xốp cứng cố định chõn đế phớ dưới đựi Nắp cổ Khớp nối dạng vớt hóm 800 1000 Vớt hóm
2.4.2.2. Yờu cầu kỹ thuật
Chõn đế làm xong phải đảm bảo cỏc yờu cầu sau: - Đảm bảo độ cứng vững trong quỏ trỡnh sử dụng. - Chõn đế phải đƣợc điều chỉnh chiều cao dễ dàng.
- Đảm bảo kớch thƣớc và vị trớ tƣơng quan so với bản vẽ thiết kế. - Chõn đế phải đảm bảo tớnh thẩm mỹ.
2.4.3. Phƣơng phỏp chế tạo (hỡnh 2.10)
Vị trớ điều chỉnh chiều cao đƣợc hàn vớt hóm. Để đảm bảo độ cứng vững của ma-nơ-canh vào chõn đế cần đƣợc vớt chặt ở vị trớ hai vai (dựng loại vớt đầu bẹt). Phớa đựi đƣợc chốn xốp cứng.
Đế đƣợc hàn bằng phƣơng phỏp hàn kim loại. Vị trớ chữ T ở phớa vai đƣợc hàn ốc vớt để phần chõn với phần gỏ chữ T đƣợc ghộp nối nhau một cỏch dễ dàng.
2.5. Chế tạo lớp ngoài phần thõn ma-nơ-canh 2.5.1. Chọn nguyờn liệu 2.5.1. Chọn nguyờn liệu
Nguyờn liệu phủ ngoài ma-nơ-canh đƣợc sử dụng gồm: vải dệt kim, vải dệt thoi, lớp bụng mỏng. Trong đề tài này tụi chọn vải dệt kiểu dệt single, pha chun spandex T/C 65/35, chi số 30 1, trọng lƣợng 210 g/m2 loại vải cú độ co gión cao ụm sỏt đƣợc bề mặt của ma-nơ-canh.
2.5.2. Yờu cầu kỹ thuật
Lớp ngoài gia cụng xong phải đảm bảo cỏc yờu cầu sau: - Cỏc chi tiết phải đƣợc may và dỏn chắc chắn.
- Lớp ngoài cựng phải ụm sỏt bề mặt ma-nơ-canh, khụng bựng vặn. - Keo dỏn khụng đƣợc lộ ra bề mặt ngoài của vải.
2.5.3. Phƣơng phỏp gia cụng
- Dựa vào số đo của ma-nơ-canh sử dụng phƣơng phỏp thiết kế trực tiếp trờn ma-nơ-canh để thiết kế lớp phủ ngoài. Sau khi thiết kế đƣợc mẫu mỏng tiến hành cắt vải và may cỏc chi tiết lại sau đú lồng vào ma-nơ-canh.
- Kết hợp hai phƣơng phỏp may và dỏn để gia cụng lớp ngoài của ma-nơ-canh, vị trớ đựi dựng keo dỏn vải. Để che phần vải thừa ở đầu vai tụi dựng miếng inox để bịt hai đầu vai của ma-nơ-canh.
2.6. Yờu cầu chất lƣợng ma-nơ-canh
- Đảm bảo độ chớnh xỏc về cấu trỳc, hỡnh thỏi và kớch thƣớc của cơ thể đối tƣợng nghiờn cứu.
- Ma-nơ-canh cú tƣ thế đứng chuẩn theo quy định, khụng lệch, khụng nghiờng, đảm bảo độ cõn bằng, cứng vững, dễ di chuyển trong quỏ trỡnh thao tỏc.
- Thuận tiện cho quỏ trỡnh thiết kế:
+ Ma-nơ-canh cú cấu tạo phần hai ống chõn, cú thể sử dụng thiết kế cho cỏc chủng loại quần ỏo khỏc nhau nhƣ: ỏo, vỏy và quần.
+ Bề mặt của ma-nơ-canh mềm, xốp cú thể đõm ghim dễ dàng.
+ Hệ thống chõn đế cú cấu tạo linh hoạt, dễ dàng điều chỉnh chiều cao ma-nơ-canh.
+ Thuận tiện cho quỏ trỡnh thử sửa quần ỏo.
- Giỏ thành hợp l , thuận tiện trong quỏ trỡnh sản xuất cụng nghiệp.
2.7. Kết luận
Trong chƣơng hai tụi nghiờn cứu đƣợc:
- Nghiờn cứu cỏc tớnh chất của cỏc loại nguyờn liệu cú thể dựng để chế tạo khuụn dƣơng ma-nơ-canh, từ đú lựa chọn đƣợc nguyờn liệu sử dụng trong chế tạo khuụn dƣơng ma-nơ-canh là vật liệu gỗ mớt.
- Đề xuất xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ chế tạo khuụn dƣơng ma-nơ-canh dựng cụng nghệ phay CNC 3 trục.
- Nghiờn cứu cỏc tớnh chất của cỏc loại nguyờn liệu cú thể dựng để chế tạo khuụn õm ma-nơ-canh, từ đú lựa chọn đƣợc nguyờn liệu polyme compozit cốt sợi thủy tinh cho khuụn õm ma-nơ-canh.
- Đề xuất xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ chế tạo khuụn õm ma-nơ-canh bằng phƣơng phỏp xếp lớp bằng tay.
- Nghiờn cứu cỏc tớnh chất của cỏc loại nguyờn liệu cú thể dựng để chế tạo sản phẩm ma-nơ-canh, từ đú lựa chọn đƣợc nguyờn liệu polyme compozit cốt sợi thủy tinh và polyme compozit cốt sợi giấy cho sản phẩm ma-nơ-canh.
- Đề xuất xõy dựng quy trỡnh cụng nghệ chế tạo sản phẩm ma-nơ-canh bằng phƣơng phỏp xếp lớp bằng tay.
- Lựa chọn đƣợc vật liệu và phƣơng ỏn chế tạo chõn đế, nắp và vải lần ngoài cho ma-nơ-canh.
Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIấN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả chế tạo khuụn dƣơng ma-nơ-canh
3.1.1. Kết quả chọn phƣơng ỏn chế tạo
Với dữ liệu đầu vào của ma-nơ-canh là bản vẽ 3D đƣợc quột toàn thõn 3D Body Scanner và đƣợc xử l bằng phần mềm 3D Rapid form XO Redesign (XOR3).Qua bản vẽ 3D thể hiện rừ đặc điểm hỡnh dỏng bề mặt, kớch thƣớc của ma- nơ-canh. Cú hai phƣơng phỏp chớnh để chế tạo khuụn dƣơng ma-nơ-canh đú là đắp tƣợng và dựng cụng nghệ phay CNC.
Với phƣơng phỏp đắp tƣợng cú ƣu điểm dễ làm, giỏ thành gia cụng thấp nhƣng phƣơng phỏp này cú nhƣợc điểm khụng thể hiện chớnh xỏc đƣợc bề mặt của ma-nơ-canh so với dữ liệu quột.
Cụng nghệ phay CNC là một cụng nghệ hiện đại, gia cụng chớnh xỏc với bất kỳ bề mặt chi tiết nào và với hầu hết cỏc vật liệu cứng nhƣ kim loại, gỗ và nhựa nhiệt cứng. Giỏ thành chế tạo bằng cụng nghệ phay CNC cao.
Yờu cầu của khuụn dƣơng phải thể hiện chớnh xỏc đƣợc bề mặt 3D của ma-nơ- canh sai số chế tạo phải nhỏ, bề mặt nhẵn búng. Với những yờu cầu đú trong đề tài này tụi chọn cụng nghệ phay CNC để chế tạo khuụn dƣơng ma-nơ-canh. Để thực hiện gia cụng phay CNC chế tạo khuụn dƣơng ma-nơ-canh, cú thể sử dụng mỏy