Do đặc điểm của vỏ tàu nờn
+ Khuụn được chế tạo một lần bỏ qua giai đoạn làm dưỡng. + Vật liệu chế tạo khuụn: xốp, bột matit, nilon…
3.10.1.2 Cỏc bước tiến hành
3.10.1.3 Chế tạo khuụn phần đầu và đuụi.
Từ bản vẽ đường hỡnh, thực hiện cụng đoạn phúng dạng như đối với việc đúng mới tàu thụng thường.
Tại mỗi phần của con tàu ta chia ra nhiều đoạn với nhiều đường kớnh khỏc nhau, tiến hành cắt xốp chế tạo thành từng phần riờng lẻ theo từng đoạn đường kớnh đó chia.
Sau khi chế tạo xong từng phần tiến hành dựng bột matit đó nhào sẵn với nước trỏt lờn cỏc phần xốp vừa chế tạo.
Chờ cho bột matit khụ ta tiến hành cắt gọt phần bột phớa ngoài lớp xốp sao cho tạo được cỏc đường kớnh đỳng với bản vẽ.
Sau khi chế tạo xong cỏc phần đường kớnh, tiến hành dựng thanh gỗ xõu chỳng lại với nhau tạo thành khuụn của phần vỏ tàu như mong muốn.
Hỡnh 34. Khuụn phần mũi sau khi đó chế tạo xong
3.10.1.4 Chế tạo khuụn phần thượng tầng
Cũng như phần đầu và phần đuụi, phần thượng tầng cũng được phúng dạng từ bản vẽ đường hỡnh, sau đú tiến hành chế tạo khuụn bằng xốp
Hỡnh 35. Chế tạo khuụn bằng xốp
Sau khi đó gọt xốp sao cho gần đỳng biờn dạng ta tiến hành trỏt matit sao cho đủ chiều dày biờn dạng của thượng tầng.
3.10.1.5 Xử lý khuụn
Trước khi thi cụng phần vỏ, cần tiến hành xử lý khuụn đảm bảo chất lượng sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho cụng đoạn tỏch khuụn sau này.
3.10.1.6 Xử lý bề mặt khuụn
Mục đớch: tạo độ búng bề mặt khuụn để sản phẩm sau khi tỏch khỏi khuụn cú độ búng cao .
Độ búng của sản phẩm tựy thuộc rất lớn vào việc xử lý bề mặt khuụn chớnh vỡ vậy nếu xử lý bề mặt khuụn khụng kỹ khi thi cụng bề mặt sản phẩm sẽ khụng tạo được độ búng và cũn gõy khú khăn cho việc tỏch khuụn.
Phương phỏp thực hiện:
Việc sử lý bề mặt được thực hiện như làm dưỡng, nhưng đơn giản hơn nhiều, vỡ bản thõn lớp matit trỏt lờn đó đảm bảo độ búng cần thiết. Sau đú dựng giấy nhỏm mịn chà búng.
3.10.1.7 Xử lý chống dớnh.
Để giảm bớt độ dớnh giữa nhựa và khuụn ta tiến hành phủ một lớp nilon bờn ngoài khuụn sau đú dựng Wat bụi bờn ngoài trước khi trỏt lớp.
Mục đớch: giỳp tỏch sản phẩm ra khỏi khuụn dễ dàng, để sản phẩn ra khỏi khuụn cú độ búng cao.
Phương phỏp thực hiện:
Quột đều lờn mặt khuụn một lớp dung dịch PVA (polyvinyl Alcol), nhằm tạo lớp màng ngăn cỏch, khụng cho dung mụi styren (cú mặt trong vật liệu gelcoat và trong nhựa) xõm nhập vào khu vực cú trột ma tớt ( khi cú sự tỏc dụng của dung mụi, lớp ma tớt sẽ bị mềm đi làm ảnh hưởng đến bề mặt sản phẩm sau này ). Chiều dày lớp PVA từ 0,2-0,3mm.
Sau khi lớp PVA khụ hẳn( dựng tay sờ vào bề mặt PVA nếu thấy khụng dớnh là được), ta dựng vải sạch thấm Wax ( chất chống dớnh nhỳng trong chế tạo cỏc sản phẩm GRP), lau liờn tiếp ba lớp lờn bề mặt lớp PVA. Sau đú dựng khăn sạch( khụng thấm Wax) lau lại toàn bộ bề mặt khuụn. Lỳc này khuụn đó sẵn sàng cho việc trỏt vỏ tàu.
Hỡnh 36. Hộp Wat
Cụng dụng: Wat cú tỏc dụng chớnh là chống dớnh giỳp cho việc tỏch khuụn được dễ dàng.
3.10.2. Thi cụng vỏ tàu bằng vật liệu compozit
Cỏc thao tỏc thực hiện làm vỏ thuyền từ vật liệu GRP với cụng cụ thụ sơ như con lăn hay bằng sỳng phun đều được gọi tờn là dỏt. Trong chế tạo ta thường dỏt theo từng lớp. Việc dỏt được thực hiện theo cỏc cụng đoạn chớnh sau :
3.10.2.1 Trỏt lớp CSM đầu tiờn.
Trước khi trải lớp CSM, nờn trỏt một lớp nhựa ( đó pha đụng rắn) lờn bề mặt khuụn, sau đú trải lớp CSM, tiếp tục dựng cọ thấm nhựa cho ngấm đều sợi thủy tinh. Trong quỏ trỡnh trỏt phải đảm bảo tỉ lệ nhựa sợi phải phự hợp, khi thi cụng bằng tay, nếu khụng chỳ ý dễ xảy ra tỡnh trạng nhựa ngấm vào sợi quỏ nhiều, sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm.
3.10.2.2 Trỏt lớp thứ cấp
Cỏc lớp GRP tiếp theo được trỏt theo phương thức trải CSM hoặc VR trước (tựy theo kết cấu lựa chọn), sau đú dựng chổi quột cho nhựa ngấm đều sợi thủy tinh.
Hỡnh 37: Quột cho nhựa ngấm đều vào sợi thủy tinh
Hỡnh 38: Quột cho nhựa ngấm đều vào sợi thủy tinh
Việc trỏt lớp cú thể thực hiện theo phương thức lớp trước đụng cứng mới trải lớp tiếp theo, hoặc cú thể trải đồng thời nhiều lớp cựng một lỳc. Khụng được tiến hành quỏ nhanh song cũng khụng để lớp trước đụng cứng quỏ mức.
Việc trỏt lớp khụng nờn tiến hành muộn hơn hai giờ sau khi đó hoàn thành lớp trước đú.
Cụng việc trỏt lớp được lặp lại cho đến lớp cuối cựng theo yờu cầu kết cấu tấm vỏ.
Sau khi trải xong lớp Mat ta tiến hành trải cỏc lớp WR. Việc trải cỏc lớp sợi phải đảm bảo sao cho nhựa khụng bị rộp và chảy nhựa. Sử dụng chổi thấm nhựa đều lờn lớp sợi.
Chỳ ý: Việc quột phải đảm bảo đều khụng được để nhựa bị chảy, sợi khụng bị rộp.
3.10.2.3 Phun gelcoat
Vỡ là khuụn đực nờn sau khi đó trỏt xong cỏc lớp vải và mat ta tiến hành phun lớp gelcoat.
Mục đớch:Lớp gelcoat là lớp phủ bề mặt nhằm giỳp cho vỏ tàu: o Cú độ búng bề mặt cao.
o Cú cơ tớnh cao.
o Bền với mụi trường nước biển. Chống được hiện tượng thủy phõn. o Chịu được tia tử ngoại.
Vỡ dụng cụ thiếu thốn nờn thay vỡ dựng sỳng phun ta dựng chổi quột để quột gelcoat lờn vỏ tàu.
Thụng thường chiều dày lớp gelcoat dày khoảng 1mm, nờn việc quột gelcoat được thực hiện hai lần, vừa làm cho lớp gelcoat khụng bị chảy do quỏ dày, vừa đảm bảo độ đồng đều chiều dày. Thời gian giữa hai lần quột phải đủ cho lớp đầu tiờn khụ hoàn toàn ( khoảng 12h).
Lớp gelcoat thường cú màu trắng hoặc khụng màu, để tạo cỏc màu sắc theo yờu cầu, trong quỏ trỡnh thi cụng cú thể trộn trực tiếp màu (pigment) vào gelcoat với tỉ lệ khoảng 10% về trọng lượng. Sử dụng gelcoat trong quỏ trỡnh trỏt lớp tương tự như dựng nhựa polyester, trong đú tỉ lệ chất đụng rắn khoảng từ 0,8 – 1 % khi phun ở nhiệt độ thường.
3.10.2.4 Tỏch khuụn
Sau khi lớp gelcoat đó khụ ta tiến hành tỏch khuụn.
Dựng dao khoột bỏ lớp xốp và nilon phớa trong vỏ ta được phần biờn dạng vỏ tàu cần chế tạo.
3.11 Phương ỏn làm kớn nước
Đõy là phần khú khăn nhất trong việc chế tạo mụ hỡnh và nú chiếm khỏ nhiều thời gian.
Do đũi hỏi phải thử nghiệm nhiều lần với cỏc loại vật liệu kớn nước khỏc nhau. Nhúm đó tiến hành thử nghiệm 7 lần với cỏc vật liệu làm kớn như: Silicol, nến, nhựa que, mỡ bũ chịu ỏp lực, trai trỏt tàu của ngư dõn cú kết quả làm kớn nước tối ưu cỏc bộ phận như sau:
a) Làm kớn nước cỏc kết cấu
- Làm kớn nước kột lặn: Sử dụng keo dớnh ống, silicol
- Làm kớn nước cỏc vị trớ cỏnh lỏi: Tại cỏc vị trớ trục cỏnh lỏi được bố trớ 2 phốt, 2 ổ lăn. Làm kớn nước nhờ mỡ bũ chịu ỏp lực, silicol, trai trỏt tàu của ngư dõn.
- Kớn nước cụm chõn vịt: Vật liệu PVA, 2 phốt, 2 ổ lăn, silicon, trai trỏt tàu của ngư dõn.
b) Làm kớn nước phần vỏ:
- Chủ yếu dựng trai trỏt tàu của ngư dõn kết hợp với silicol, nhựa que. Tại cỏc vị trớ ốc vớt ta dựng tấm đệm bằng cao su.
CHƯƠNG IV
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT í KIẾN
4.1 Kết quả thử nghiệm mụ hỡnh
Hỡnh35: Hỡnh ảnh mụ hỡnh hoàn thiện
4.2. Kết luận
Sau hơn 3 thỏng thực hiện đề tài được giao, với số lượng cụng việc tương đối nhiều, nhúm nghiờn cứu đó cố gắng hoàn thiện đề tài đỳng tiến độ. Đến nay đề tài đó được hoàn thành và cú những kết luận sau:
- Tàu thiết kế đảm bảo được tất cả cỏc điều kiện tối ưu, đảm bảo tớnh ổn định, tớnh lắc, tốc độ, đỏp ứng đỳng và đủ yờu cầu của nhiệm vụ thư thiết kế.
- Kết quả thử nghiệm tàu mụ hỡnh chạy tốt, thời gian lặn nổi nhanh hơn so với tớnh toỏn.
- Sử dụng kết cấu vỏ tàu mụ hỡnh bằng vật liệu composite là hoàn toàn hợp lý: dễ dàng trong chế tạo hỡnh dỏng vỏ tàu, lắp đặt kết cấu
- Chưa đảm bảo tốt về tớnh thẩm mỹ do sử dụng cỏc loại vật liệu kớn nước làm bề mặt vỏ tàu khụng đều.
- Phương ỏn điều khiển từ xa chưa thật sự tối ưu do điều thời gian hạn hep và kinh phớ.
4.3. Đề xuất ý kiến
Đề tài mở ra hướng nghiờn cứu mới cho cỏc bạn sinh viờn đam mờ về tàu, tạo tiền đề cơ bản cho cỏc nghiờn cứu phỏt triển đề tài sõu rộng hơn nữa. Tiến tới ứng dụng trong thực tế đời sống. Sau khi hoàn thành xong đề tài nhúm nghiờn cứu cú một số ý kiến và đề xuất sau:
- Kớnh mong cỏc thầy tạo điều kiện cho cỏc nhúm sinh viờn khúa sau tiếp tục phỏt triển đề tài sõu rộng hơn nữa.
- Sau khi hoàn thành đề tài nhúm nhận thấy rằng làm nhưng đề tài theo nhúm như thế này là rất thỳ vị nú có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá năng lực, tư duy thiết kế của bản thân. Rốn luyện khả năng làm nhúm một cỏch khoa học để giải quyết cỏc bài toỏn thực tế đặt ra. Qua việc thiết kế đề tài mỗi thành viờn trong nhúm đã rút ra được những kinh nghiệm quan trọng trong việc thiết kế tàu, biết được những ưu, nhược điểm của bản thân, có dịp tìm hiểu thêm những kiến thức thực tế để thuận lợi cho quá trình công tác sau này. Nờn kớnh mong cỏc thầy tạo điều kiện cho cỏc sinh viờn khúa sau được làm đề tài nhúm như thế này sẽ tiết kiệm được kinh phớ và cú sản phẩm để khuyến khớch anh em khúa sau học hỏi, hăng hỏi nghiờn cứu cỏc vấn đề mới.
- Nhúm nghiờn cứu tiếp theo cố gắng phỏt triển đề tài sõu rộng hơn nữa thỡ dần dần hoàn thiện lý thuyết thiết kế tàu lặn tối ưu phần điều khiển, đặc biệt bổ sung thờm nhưng tớnh năng mới như: Camara quan sỏt cú phản hồi lờn mỏy tớnh, điều khiển bằng súng siờu õm, đo tốc độ tàu…
4.4. Định hướng phỏt triển của đề tài:
Xõy dựng mụ hỡnh tàu ngầm với cỏc bộ phận và nguyờn lý cơ bản, phỏt triển thành nguyờn lý và mụ hỡnh tàu ngầm thực. Trước tiờn phục vụ mục đớch nghiờn cứu học tập, sau đú tiến tới chế tạo tàu ngầm thực cỡ nhỏ cú người lỏi phục vụ nghiờn cứu biển, thủy hải sản, du lịch …
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. “Sổ tay kỹ thuật đúng tàu thủy – Tập 2” Nguyễn Đức Ân – Hồ Quang Long – Dương Đỡnh Nguyờn (1982), - NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.
2. “Quy phạm phõn cấp và đúng tàu biển phi kim loại năm 2003”- Đăng kiểm Việt Nam (2003)
3. “Cụng nghệ đúng tàu phi kim loại” - Phạm Thanh Nhựt 4. “Submarine design” – Prof.P.N.Joubert, Australia
5. “Bỏo cỏo khoa học: Nghiờn cứu thiết kế mẫu xuồng cấp cứu bằng vật liệu composite chạy chuyến quốc tế” - Ks Phan Tuấn Long
6. “Lý thuyết tàu tập 1-Tĩnh học và động lực học” - Trần Cụng Nghị 7. “ Sổ tay thiết kế tàu thủy” - Trần Cụng Nghị
8. Some Aspects of Submarine Design Part 2 Shape of a Submarine 2026 - Prof.P.N.Joubert, Australia
9. “Autonomous Underwater Vehicle (AUV)” - David Ye, Ilya Brutman, Gunter W. Georgi, and Lorcan M. Folan - Polytechnic University