Nhóm đề tài quyết định chọn đơn phối trộn mẫu ( Mẫu M1.16 vàM2.16 ) tạo mẫu tấm lớn kích thƣớc 400x400x12mm mang đi kiểm tra độ bền uốn, bền nén, độ hút nƣớc, độ hấp thụ nƣớc bề mặt tại Viện Vật liệu Xây dựng – Trung tâm polymer. Đồng thời dùng đơn phối trộn mẫu ( Mẫu M1.16 vàM2.16) làm phối liệu chế thử lần 1: Do độ hút nƣớc 20-22% nên phối liệu composite này chỉ phù hợp với phƣơng pháp tạo hình dẻo sản phẩm gốm sứ. Chƣa phù hợp với tạo hình bằng phƣơng pháp đổ rót. Vì vậy đợt 1 nhóm đề tài chế thử mỗi đơn làm 6 khuôn đĩa 9 hai lá tại cơ sở sản xuất khuôn Lƣơng Minh Đăng Xóm 4 – Bát Tràng – Gia lâm – Hà Nội. Mỗi mẻ trộn đổ đƣợc 1 khuôn đĩa 9 hai lá theo đơn phối trộn sau:
Bảng 14: Đơn phối trộn chế thử khuôn
Ký hiệu Thạch cao nội % Thạch cao Đức % PVAc % Nƣớc % so với thạch cao Sợi bông % M1.16 89,5 10 70 0,5 M2.16 89,5 10c 50 0,5
Bản vẽ mẫu khuôn đĩa 9 hai lá ép lăn (xem phần phụ lục)
Quy trình chế thử khuôn:
- Trên cơ sở bản vẽ kỹ thuật khuôn đĩa 9 hai lá, ngƣời thợ đổ khuôn sẽ tiện cốt trƣớc, đổ khuôn bao cốt;
- Trộn phối liệu: Cân nƣớc trƣớc cho vào xô nhựa, cân PVAc, dùng máy khuấy cầm tay khuấy đều trong 1 phút, cân thạch cao, sợi bông cân sẵn cho vào xô, bật máy khuấy khuấy đều trong 5 phút, đổ vào khuôn bao cốt, 5 phút sau dùng một kim dài ɸ 1mm dùi 1 lỗ thoát khí ở đáy tâm khuôn. Sau 20 phút dùng vòi máy nén khí phụt vào lỗ thoát khí để tháo khuôn, sửa bavia, mang khuôn ra phơi nắng, sấy ở nhiệt độ cao nhất khoảng 50- 600
C theo quy trình sấy khuôn mới thí nghiệm nhƣ sau:
- Để phơi khô tự nhiên 4 ngày
- Cho vào tủ sấy có hệ thống điều khiển nhiệt độ và cửa thoát khí có van điều chỉnh sấy ở nhiệt độ 50-600
C khoảng 48 tiếng sau đó mới mang đi dùng. Dƣới đây là chỉ tiêu kỹ thuật khuôn composite chế thử lần một của đề tài:
Bảng 15: Chỉ tiêu kỹ thuật khuôn composite chế thử
Loại khuôn Độ hút nƣớc (%) Độ bền uốn Ru (MPa) Độ bền nén Rn (MPa) Độ bền sử dụng (Lần) M1.16 20- 22 5,2 14,9 Đã dùng 400 lần M2.16 20-22 8,1 22,15 Đã dùng 400 lần
(- Kết quả thử nghiệm độ hút nước, độ bền uốn, độ bền nén tại Viện Vật liệu Xây dựng - Xem phụ lục)
(- Độ bền sử dụng – Đang ép thử nghiệm đĩa tại cơ sở sản xuất gốm sứ)
Sau khi xong khuôn, nhóm đề tài liên hệ với hai cơ sở sản xuất gốm sứ ở Bát Tràng là: cơ sở sản xuất gốm sứ Khánh – Ngát (xóm 4 Giang Cao - Bát
Tràng) và cơ sở sản xuất gốm sứ Dƣơng – Oanh ( Xóm X54 – Bát Tràng) dùng thử sản phẩm theo phƣơng pháp ép lăn. Trƣớc tiên, cơ sở sản xuất gốm sứ này phải đo đáy khuôn để tiện mà ( Bộ phận gá lắp khuôn) cho phù hợp với khuôn đĩa của đề tài. Phối liệu ép lăn đĩa là phối liệu đang đƣợc sản xuất bình thƣờng tại cơ sở. Độ ẩm của phối liệu là 21-22%. Thời gian ép lăn 1 đĩa, ra khuôn nhƣ khuôn bình thƣờng của cơ sở. Mỗi ngày 1 khuôn ép 10 lần. Mộc ép xong bề mặt rất nhẵn, nhìn chung không phải sửa ba via. Kết quả khả quan. Buổi tối, hết giờ tạo hình, khuôn đƣợc xếp xung quanh lò để phơi sấy nhƣ khuôn bình thƣờng vì nhiệt độ quanh lò đo bằng nhiệt kế thủy ngân khoảng 45-550C lúc cao nhất. Hiện nay, khuôn đĩa 9 hai lá của đề tài đã dùng đƣợc 400 lần và vẫn đang đƣợc dùng thử để kiểm chứng độ bền sử dụng.
Sau khi chế thử khuôn đĩa 9 hai lá xong, nhóm đề tài chế thử lần hai 2 loại khuôn lớn hơn để ép lăn đƣợc loại sản phẩm lớn và đang dùng thử. Kết quả rất tốt.
Trong quá trình triển khai, nhóm thực hiện đề tài đã có liên hệ với Công ty Cổ phần sứ Hải Dƣơng – một doanh nghiệp chuyên sản xuất và kinh doanh các mặt hàng sứ lớn nhất Việt Nam với công nghệ sản xuất tiên tiến, hệ thống máy móc thiết bị đƣợc đầu tƣ đồng bộ từ khâu gia công nguyên liệu, khâu tạo hình sản phẩm với phƣơng pháp tiên tiến ( đó là ép lăn, ép dẻo…) Hệ thống lò sấy có sử dụng nhiệt tuần hoàn khí thải, hệ thống lò nung tuynel, lò nung con thoi 10m3( nung sứ trắng, sứ dƣới men), hệ thống lò con lăn (nung các sản phẩm trang trí trên men). Đƣợc biết sản lƣợng khoảng 5000 tấn sứ/năm tƣơng đƣơng 28 triệu sản phẩm sứ trắng. Trong đó sản phẩm đƣợc tạo hình bằng phƣơng pháp ép dẻo, ép lăn chiếm phân nửa. Hệ thống lò sấy có sử dụng nhiệt tuần hoàn khí thải để sấy khuôn có quy trình sấy, chế độ sấy (nhiệt độ max 600C) phù hợp với sấy sản phẩm khuôn composite của đề tài.
Nhóm thực hiện đề tài đã liên hệ đặt vấn đề xin đƣợc thử nghiệm ép lăn đĩa bằng sản phẩm khuôn của đề tài nhƣng do Công ty đã cổ phần hóa lại đang là mùa chạy kế hoạch cuối năm nên chƣa đƣợc chấp thuận và có đƣợc hứa là sẽ giúp đỡ cho chạy thử khi nào thuận tiện.
Quy trình phối trộn vật liệu composite làm khuôn tạo hình sản phẩm gốm sứ
- Định lƣợng nƣớc theo đơn
- Định lƣợng PVA acetate theo đơn - Định lƣợng thạch cao theo đơn - Định lƣợng sợi bông theo đơn - Lắp bao cốt vào cốt
1) Bƣớc 1: Cho PVA vào thùng nƣớc, khuấy đều 2 phút bằng máy khuấy; 2) Bƣớc 2: Cho thạch cao, sợi bông vào khuấy đều 5 phút bằng máy khuấy 3) Bƣớc 3: Đổ phối liệu vào bao cốt đầy đến miệng;
4) Bƣớc 4: Khi phối liệu bắt đầu quá trình đóng rắn (sau 5 phút từ lúc đổ phối liệu vào ) dùng dao gạt miệng bao cốt, dùng que kim dài ɸ 1mm dùi 1 lỗ thoát khí ở đáy ngoài tâm khuôn;
5) Bƣớc 5: Tháo khuôn – Sau 25 phút từ lúc đổ phối liệu vào bao cốt dùng vòi máy nén khí xì vào lỗ thoát khí, dùng chày cao su vỗ nhẹ miệng bao cốt, tháo khuôn ra;
6) Bƣớc 6: phơi sấy khuôn mới ở 50-600
Quy trình sấy khuôn composite tạo hình sản phẩm gốm sứ
* Đối với khuôn sử dụng ép lăn tại cơ sở sản xuất gốm sứ làng nghề: - Phơi sấy tự nhiên khuôn mới 4 ngày;
- Xếp xung quanh lò nung phơi sấy 2 ngày bắt đầu dùng;
- Dùng khuôn trong ngày, cuối ngày xếp phơi khuôn cạnh lò cách tƣờng lò khoảng 10cm. Sáng hôm sau sử dụng bình thƣờng.
* Đối với khuôn sử dụng ép lăn tại cơ sở sản xuất gốm sứ có hệ thống sấy sử dụng nhiệt tuần hoàn khí thải:
- Phơi sấy tự nhiên khuôn mới 4 ngày;
- Sấy trong phòng sấy có hệ thống sấy khuôn bằng nhiệt tuần hoàn khí thải, khuôn sẽ rất bền vì độ ẩm khuôn đƣợc thoát từ từ, không gây ứng lực nứt đột ngột.