Sau đây là sơ đồ khối biểu diễn quy trinh công nghệ quét tay:
Một tấm composite cũng như vật chi tiết composite nào cũng được thực hiện qua các bước:
Bước Các bước thi công Yêu cầu kỷ thuật 1 Chuẩn bị:
- Khuôn đổ sản phẩm.
- Vật liệu composite: Nhựa polyester 268BQT hoặc 268 BQTN đối với loại 268 BQTN pha wax với nhựa theo tỉ lệ 1,5%, chất xúc tác (Trigonox V388), chất róc khuôn (wax nước 770-NC), sợi gia cường (mat 300, roving 400), chất độn (bột đá), dung dịch rửa dụng cụ (Aceton).
- Bề mặt khuôn phải hoàn toàn sạch, không có tạp chất trên bề mặt khuôn như nước, mỡ, bụi…
- Vật liệu composite phải đúng theo tiêu chuẩn của yêu cầu kỹ thuật.
- Sợi gia cường được cắt theo quy cách.
2 Wax khuôn
Lưu ý: Một lần wax, đỗ từ 2÷3 lần
Dùng vải sạch tẩm wax nước thoa đều lên các bề mặt khuôn.
Lưu ý:
Chỉ thoa 1 lượt không để chồng lớp trong 1 lần wax.
Chờ lớp wax khô hoàn toàn (15÷30 phút) rồi lau sạch bề mặt.
Bước Các bước thi công Yêu cầu kỷ thuật 3 Trét bột đá vào các cạnh khó điền
sợi.
Lưu ý: Tùy thuộc dạng chi tiết: Phẳng thì không có bước này.
- Pha đúng tỷ lệ trigonox V388: bột đá: nhựa polyester (tùy theo nhiệt độ môi trường).
- Lượng trét bột đá vừa đủ. 4 Trải lớp sợi:
- Tiến hành trải 1 lớp sợi mat đầu tiên, tiếp tục quét nhựa rồi lăn kỹ lăn đều tay.
- Kế tiếp trải từng lớp sợi rồi quét nhựa và lăn đều lặp lại như vậy cho đến khi đủ số lớp yêu cầu.
Thứ tự lớp:
Loại 1: 2 lớp sợi mat
Loại 2: 1 lớp sợi mat, 1 lớp sợi roving.
- Trigonox V388: nhựa pha đúng tỷ lệ 1,5÷2% (tùy theo nhiệt độ môi trường) khuấy đều nhẹ nhàng trong ca, gáo… - Quét nhựa, lăn đều tay, lăn kỹ, phải đảm bảo hết bọt khí, nhựa đảm bảo thấm sợi đủ, không đễ ướt do nhựa thừa.
- Các mối ghép gối đầu sợi thủy tinh nên từ 3÷5cm, nhưng các mối ghép sau phải cách xa mối ghép trước, tránh trùng lặp các mối ghép.
5 Dán bát:
Loại chi tiết không có bát dán thì bỏ qua bước này.
Bố trí và định vị bát dán theo bản vẽ.
Dán bát:
Trét bột đá vào các góc cạnh khó điền sợi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trải và dán từng lớp sợi( 2 lớp sợi mat), lớp sợi phủ và dư ra khỏi chân bát 30mm.
- Bát được bố trí theo bản vẽ.
- Vệ sinh sạch sẽ nơi vị trí dát bát (chà nhám sơ bộ- giấy nhám A40).
- Trigonox V388: nhựa pha đúng tỷ lệ 1,5÷2%( tùy theo nhiệt độ môi trường), khuấy đều nhẹ trong ca, gáo….
- Quét nhựa, lăn đều tay, lăn kỹ, phải đảm bảo hết bọt khí, nhựa đảm bảo sợi đủ, không để quá ướt do nhựa thừa.
6 Tháo sản phẩm: - Tháo phe (nếu có)
Trong thời gian đóng rắn đảm bảo kể từ khi kết thúc lớp gia công cuối cùng
Bước Các bước thi công Yêu cầu kỷ thuật - Tháo sản phẩm ra khỏi khuôn. là (150÷180 phút)
- Dùng nêm (hoặc dụng cụ chuyên dùng) tách dần dần chi tiết ra khỏi khuôn.
- Dùng búa cao su gõ xung quanh hoặc dùng khí nén.
7 Cắt mài sản phẩm:
- Cắt theo kích thước quy định. - Cắt ba vớ, mài lam.
Thực hiện trong cắt chi tiết:
- Cắt theo rập mẫu cho từng chi tiết. - Bề mặt phẳng, không lỗi, sạch ba vớ. 8 Kiểm tra sản phẩm: - Bề mặt sản phẩm. - Độ dày sản phẩm. - Bát dán: Đặt đúng nơi quy định. - Mặt ngoài không bị bọng khí, rỗ khí, bọt khí, không lồi, lõm.
- Mặt trong phẳng không lòi lõm sợi. - Các kích thước đạt yêu cầu.
- Bát dán đạt yêu cầu. a. Chuẩn bị khuôn:
Mặt khuôn phải hoàn toàn sạch, không có bất cứ tạp chất nào như nước, dầu, mỡ, bụi…trên mặt khuôn. Đánh wax 3 lần – đánh bóng. Sau đó 6g xoa lớp tác nhân tách khuôn, rồi để khuôn hoàn toàn tự nhiên. Nếu chuẩn bị khuôn không tốt thì lớp tác nhân không đảm bảo vai trò “da mỏng” bảo vệ hữu hiệu, đồng thời dễ bị dính khuôn.
b. Wax khuôn (hình 3.1)
Quá trình đánh wax là quá trình làm nhẵn và làm bóng bề mặt tự nhiên của cốt khuôn. Tuy nhiên cốt còn phải tiếp tục qua giai đoạn “ đánh wax” để đạt được độ bóng khuôn cao hơn và dễ tách khuôn. Wax là một loại sáp có tính giống sáp ong, được phân biệt bởi thành phần ester và rượu bậc cao vì không chứa axit béo. Nó chính là tác nhân tách khuôn. Nó không cho gelcoat bám dính vào bề mặt tự nhiên của khuôn, nhờ đó dễ dàng tách khuôn và dễ dàng lấy sản phẩm ra khỏi khuôn, đảm bảo độ bóng láng cho bề mặt sản phẩm.
Quá trình đánh wax là quá trình bôi wax lên bề mặt khuôn rồi dùng giẻ rất mềm bằng sợi bông, xoa nhẹ khắp bề mặt, sau đó thay giẻ mềm khác nhẹ nhàng xoa đi xoa lại khắp bề mặt để tạo ra độ bóng ngày một cao hơn, cho đến khi đạt độ bóng
gương mong muốn. Công việc đánh wax là công việc hết sức tỉ mỉ, kỹ lưỡng và phải thực hiện nhiều lớp, nhiều lần đánh wax. Phải sử dụng đúng loại wax, và thực hiện theo chỉ dẫn của nhà chế tạo wax. Nói chung được tiến hành như sau:
- Đầu tiên dùng giẻ mềm sạch bôi wax và xoa tròn, tránh sử dụng wax nhiều wax. - Đánh bóng kỹ bằng giẻ lau mềm mới, bằng tay, trong một thời gian. Lưu ý không sử dụng máy cơ khí để đánh wax.
- Mỗi lớp wax phải đóng rắn tốt, cho nên phải chờ một thời gian, rồi mới xoa wax và đánh bóng tiếp lớp sau.
- Phải thực hiện nhiều lớp, ít nhất 6 lần đánh wax.
- Sau khi đánh bóng bằng wax, dùng giẻ lau sạch, mới lau kỹ lại để loại trừ bụi bẩn và wax thừa.
c. Quét gelcoat. (hình 3.2)
Công nghệ chế tạo sản phẩm composite, khác biệt với chế tạo các sản phẩm kim loại truyền thống ở chỗ là : với kim loại thì tạo hình trước rồi mới sơn trang trí ở bề mặt sau, nhưng đối với composite thì nhất thiết phải có khuôn và bề mặt khuôn được phủ lớp resin đặc biệt gọi là gelcoat , sau đó tiến hành phủ các lớp gia cường để đạt được bề dày sản phẩm, sau khi tách khuôn thì gelcoat trở thành lớp bề mặt ngoài hoàn chỉnh.
Gelcoat có 4 chức năng chính sau :
- Tạo ra một lớp bảo vệ lớp gia cường bằng sợi thủy tính bên trong. Vì gelcoat có đặc tính cơ lý cao, chống thẩm thấu nước, chống xây xát tốt hơn..
- Tạo nên lớp trong suốt và nhẵn bóng trên bề mặt một vật liệu composite (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Tách khuôn để lấy sản phẩm ra vì gelcoat có đặc tính co ngót thích hợp và không có sợi thủy tinh.
- Ngoài ra, gelcoat còn có tác dụng làm nhẵn mịn bề mặt khuôn và sửa chữa những khiếm khuyết trên bề mặt sản phẩm composite. Gelcoat bao phủ bên ngoài chi tiết sẽ làm tăng tính thẫm mỹ cho chi tiết đồng thời sẽ có những màu sắc theo gelcoat (theo thiết kế).
Các gelcoats phổ biến nhất là dựa trên nhựa epoxy hoặc nhựa polyester không no. Gelcoats được phủ lên bề mặt của sản phẩm composite hoặc được lăn hoặc phun
trực tiếp lên bề mặt khuôn rồi sau đó phủ tiếp tục sợi gia cường và nhựa (đối với phương pháp chế tạo khuôn trực tiếp).
Khi sử dụng gelcoat trong công nghệ sản xuất composite cần chú ý:
- Khi quét hoặc phun gelcoat lên bề mặt khuôn, thì mặt tiếp xúc với bề mặt khuôn đóng rắn nhanh hơn vì không có không khí, trong khi bề mặt tiếp xúc với không khí thì đóng rắn chậm hơn. Khi mặt ngoài khô thì các lớp gia cường bằng sợi thủy tinh được thực hiện trên nó tạo bề dày sản phẩm.
Nhiệt độ môi trường tốt nhất 18 – 25oC, quá thấp hoặc quá cao đều không tốt. Môi trường phải sạch không quá ẩm ướt …để tạo thuận lợi cho quá trình đóng rắn. Phải ước lượng gelcoat cần thiết, tránh dư thừ. Phải ấn định gần đúng tỉ lệ màu và lượng gelcoat cho lô sản phẩm cùng màu. Tỷ lệ % chất xúc tác phải đảm bảo đều cho tấc cả các lần pha trộn với gelcoat. Sau khi pha trộn phải sử dụng ngay.
- Lớp gelcoat phải quét bằng chổi mềm hoặc vật liệu mềm như vải. Các vệt quét gelcoat song song đều đặn, không gối đầu quá nhiều để đảm bảo dộ dày đồng đều lớp gelcoat.
- Khi lớp thứ nhất đông đặc và đóng rắn hoàn toàn (khô, nhưng sờ hơi dính tay, không ăn ra tay) thì tiến hành quét lớp thứ hai theo chiều chéo hoặc thẳng góc đều với lớp thừ nhất đảm bảo tính phủ kính. Chiều dày lớp gelcoat lý tưởng là 0,45 mm - Với công nghệ lăn tay thì không đòi hỏi thiết bị, dụng cụ phức tạp, không đòi hỏi trình độ nhân công cao, thiết kế tương đối thoải mái, nên chi phí đầu tư thấp, có ưu điểm là dễ làm, gia công linh hoạt rất phù hợp cho điều kiện cần nhiều lao động ở Việt nam.Với công nghệ lăn tay như trên, phần lớn đang áp dụng ở các nhà máy sản xuất Composite ở Việt Nam..
- Cần phân biệt gelcoat quét tay với gelcoat phun bằng thiết bị không nên dùng lẫn lộn vì mỗi loại có độ nhớt và đặc tính khác nhau. Loại gelcoat cho quét tay bằng chổi mềm được chế tạo sao cho tránh được vết chổi, bọt khí và giữ được độ phẳng đều.
Chiều dày lớp gelcoat tiêu chuẩn là 18 ± 2mils (1mil = 10-3 inch). Nếu lớp gelcoat quá mỏng sẽ gây ra hiện tượng không đóng rắn hoàn toàn, trái lại nếu qua dày thì lại kém độ dẻo.
Khi sử dụng thiết bị phun gelcoat bằng máy cần chú ý:
- Phải hiểu biết kết cấu, tính năng, chức năng và quy trình thao tác của các bộ phận gắn trên thiết bị và trong hệ thống.
- Quy trình phun còn phụ thuộc vào kinh nghiệm của người vận hành và tùy từng loại sản phẩm.
- Phải đảm bảo chính xác tỷ lệ chất xúc tác để sử dụng đầu phun thích hợp
Dựa vào hình dáng, kích cỡ, các góc, cạnh, rãnh.. của khuôn, cần phải dự kiến phun thế nào cho hợp lý nhất, hiệu quả nhất. Tóm lại đòi hỏi cần có kinh nghiệm. Vì sản phẩm rất đa dạng không thể nên cụ thể mọi vấn đề. Khi phun cần chú ý:
- Bắt đầu tử chỗ khó nhất sau đó phun liên tục ra các chỗ khác. - Lượng gelcoat hòa xúc tác phải dự liệu vừa đủ, hoặc dư thừa rất ít.
- Súng phun giữ thẳng góc với bề mặt khuôn, ở khoảng cách 40-60 cm. Phun từng lớp, sau khi phủ kín, mới tiếp tục lớp sau.
- Đường phun phải song song, liên tục tiếp giáp với nhau cho đến khi phủ kín khuôn. Thông thường hành trình phun không nên quá 1m. Không được để quá lâu rối mới phun đường tiếp theo, vì đường cũ đóng rắn sẽ dẫn đến giộp da cá sấu, hoặc hiện tượng chảy gelcoat. Bắt đầu từ cạnh gần rồi đến cạnh xa khác.
- Khi phun lớp thứ hai, thì các đường phun cần song song hoặc thẳng góc hoặc chéo so với đường phun lớp ban đầu, để đảm bảo phủ kín, chiều dày đồng đều.
- Với các góc thì phun từ trên xuống và rộng ra ở mỗi mặt cách góc khoảng 20 – 30 cm. Hành trình phun ngắn.
- Chỗ uốn lượn: Luôn giữ súng phun thẳng góc với mặt khuôn. d. Tạo các lớp gia cường bằng tay. (hình 3.4)
Trải vải thủy tính và thắm ướt keo nhựa
Sau khi lớp gelcoat đóng rắn hoàn toàn (khô hoàn toàn, không dính tay) thì tiến hành tạo các lớp gia cường. Vải thủy tinh bề mặt tiếp giáp với lớp gelcoat phải là loại sợi thủy tinh mềm, mỏng, min loại Mat 300. Còn các lớp tiếp theo là Mat kết kợp với Roving.
Đối với keo nhựa, chất xúc tác phải pha theo đúng tỉ lệ, khuáy đều nhẹ tay cùng nhựa trong ca, gáo, chậu nhỏ theo chiều đập vào thành. Nếu keo nhựa có thêm chất độn, thì phải khuáy đều chất xúc tác trước rồi cho chất độn vào sau, khuáy đều chất độn. Sau khi pha chất xúc tác vào nhựa phải sử dụng ngay.
Quy trình tạo các lớp như sau: Trải vải thủy tính phủ kín bề mặt khuôn, trên lớp gelcoat. Tiếp theo dùng chổi cọ mềm con lăn bông thắm nhựa lỏng đã hòa xúc tác trên vải thủy tinh đồng thời ấn nhẹ hoặc ấn con lăn bông trong khi lăn ép. Sau đó tại những chỗ hẹp, góc dùng con lăn sắt lăn ép. Quá trình lăn, ép nhằm làm cho nhựa lỏng thấm vào sợi thủy tinh tạo sự liên kết các lớp và tránh bọt khí. Sau khi làm xong lớp này, thì lại tiếp tục làm sang lớp khác cho đến khi đạt bề dày sản phẩm.
Cần lưu ý các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Bọt khí sẽ làm yếu các lớp gia cường, cho nên phải đảm bảo nhựa lỏng thấm ướt đều, lăn ép thật kỹ để tránh bọt khí.
- Các mối ghép gối đầu của vải thủy tính nên từ 3 – 5 cm, nhưng các mối ghép của lớp sau phải cách xa mối ghép của lớp trước, tránh trùng lập giữa các mối ghép. - Có thể trải luôn vài lớp thủy tinh, nhưng tổng số không quá 1800g/m2 và phải đảm bảo thấm lăn ép nhựa thật tốt.
- Với chiều dày của sản phẩm lớn, thì sau một số lớp nên để một thời gian cho nguội bớt hãy tiếp tục các lớp sau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chất lượng sản phẩm ở phương pháp này hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình lăn ép thấm nhựa, không có bọt khí, đảm bảo chất lượng resin và tỷ lệ chất xúc tác.
Đối với các sản phẩm ít hoặc không chịu lực, nhưng cần chiều dày, hoặc tăng khả năng chống cháy thì người ta thêm chất độn vào nhựa lỏng. khi dùng chất độn thì nhựa lỏng được khuáy trộn với chất xúc tác trước, rồi cho chất độn vào sau rồi khuáy chậm. Sợi thủy tinh trong trường hợp có chất độn khá chỉ còn khoảng 15 – 21%. Tùy theo hàm lượng chất độn, nói chung độ nhớt của nhựa lỏng pha chất độn ca, do đó khó lăn ép thấm ướt hơn, thời gian đông và đóng rắn hơn. Vì vậy khi thao tác, chỉ nên làm từng diện tích 1 x 1m với chiều dày không quá 1,6mm. Để đảm bảo không khí khó xâm nhập hạn chế bay hơi của styren và đóng rắn cục bộ.
Với công nghệ lăn tay thì không đòi hỏi thiết bị, dụng cụ phức tạp, không đòi hỏi trình độ nhân công cao, thiết kế tương đối thoải mái, nên chi phí đầu tư thấp, có ưu điểm là dễ làm, gia công linh hoạt rất phù hợp cho điều kiện cần nhiều lao động ở Việt nam.Với công nghệ lăn tay như trên, phần lớn đang áp dụng ở các nhà máy sản xuất Composite ở Việt Nam..
Hình ảnh minh họa cho quy trình sản xuất composite (hính ảnh được thu thập tại garage đóng thùng xe Bách Nghệ.
Hình 3.1: Wax khuôn Nguồn : [6.2] HÌnh: Nguồn : [6.2] Hình 3.2: Phun gelcoat Nguồn : [6.2]
HÌnh 3.3: Quét keo (polyester resin)
Nguồn : [6.2]
Hình 3.4: Trải lớp gia cường
Nguồn : [6.2]
Hình 3.5: Quét keo lên lớp gia cường
Nguồn : [6.2]
Hình 3.6: Thành phẩm
Nguồn: [6.2]
Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục
Vết nhăn Lớp gelcoat quá mỏng (nhỏ hơn 0,13 mm)
Gel coat chưa kịp đóng rắn đã đắp lên lớp khác
Lớp gel coat phải có độ dày thích hợp 0,25 – 0,5 mm
Kiểm tra độ dính: ấn ngón tay lên nếu bề mặt gelcoat nếu có độ dính nhưng không dính nhựa lên tay là đắp lớp kế tiếp được.
Lỗ li ti Hệ thống sung phun Kiểm tra và vệ sinh sung phun.
Bọt khí Hiện tượng nhốt khí. Súng phun quá áp.
Mỗi lần phun bề dày khoảng