II. MƠ TẢ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 1 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG
Các tín hiệu xung phát từ bộ điều khiển máy được biến đổi bởi bộ khuếch đại sẽ kích cho bơm hoạt động (bằng cách sử dụng động cơ
2.2 Đầu trộn:(Mixhead)
Được điều khiển bằng hệ thống máy tính nên tính tự động hố cao
Hổn hợp nguyên liệu được vi định lượng thêm một lần nưã tại đầu trộn.
Chức năng của đầu trộn: chủ yếu là trộn và phun hổn hợp nhựa hai thành phần với tốc độ cao vào khuơn.
Được đồng bộ với hệ thống bơm định lượng.
Hiện nay cĩ rất nhiều loại đầøu trộn tuỳ theo mục đích và yêu cầu của sản phẩm, ví dụ: đầu trộn 2, 4 đầu.
3. KHẢ NĂNG THIẾT KẾ VAØ HÌNH DẠNG HÌNH HỌC CỦA SẢNPHẨM PHẨM
RRIM cịn thích hợp để tạo sản phẩm cĩ độ sâu và ít/khơng ba via do khuơn kín, độ nhớt thấp nên thấm ướt dễ dàng và giảm thiểu các chỗ rỗng trong sản phẩm.
Trong một vài trường hợp đặc biệt, phải dùng phương pháp RRIM (một mảnh khuơn trong khi các phương pháp khác phải dùng khuơn nhiều mảnh) như phần phía trước của xe hơi (hình).
Các phụ tùng gắn giữa phần composite và các bộ phận khác thường là một khĩ khăn đối với vật liệu composite. Trong SRIM, các phụ tùng này phải được đưa vào trong khi thiết kế preform, phải giữ tính liên tục trong khối kết cấu để bảo đảm ứng suất phân bố hợp lý. Ngồi ra các SRIM cịn cĩ thể gắn dính và kết hợp với các chi tiết kim loại khác. Trong khi phương pháp ép khuơn (compresion molding), những chi tiết này phải chú ý tới vị trí đặt chính xác và kiểm sốt sự di chuyển của sợi trong khi ép.
4. THIẾT BỊ GIA CƠNG
4.1 Khuơn (Tooling)
Trước khi thiết kế khuơn, phải xem xét mức độ yêu cầu của nĩ. Việc thiết kế phải cân bằng các yếu tố như tính chất của khuơn, chi phí và thời gian chế tạo khuơn. Việc cân nhắc này sẽ làm giảm các phát sinh cĩ thể cĩ đối với kết quả cuối cùng.
Khuơn sử dụng trong phương pháp RRIM cĩ nhiều thuận lợi. Khi lựa chọn vật liệu và phương pháp làm khuơn, cần phải xem xét các yếu tố như chiều dài của bộ khuơn và chất lượng bề mặt khuơn mong muốn. Cĩ thể sử dụng khuơn làm bằng epoxy, nikel, hợp kim, thép .... Tuy nhiên, khuơn phải kín trong quá trình điền nhựa.
Tuy nhiên, do đặc điểm quá trình là phun hổn hợp nhựa với áp suất lớn vào khuơn nên cần chú ý thiết kế bộ phận ngằm khuơn.
Khuơn epoxy:
- Khuơn epoxy cĩ nhiều thuận lợi như giảm chi phí, kháng hĩa chất, tiết kiệm thời gian, khối lượng thấp, ít sử dụng máy mĩc.
- Bề mặt trong của khuơn làm từ epoxy cĩ chất lượng, chống trầy xướt. Cĩ thể cĩ những phần rời trong hai mảnh khuơn.
- Bề dày khuơn khoảng 1 inch (2.54 cm), khuơn được gia cố bằng vải, sợi và ván ép để tăng cứng. Các đường làm nguội hay gia nhiệt được gắn ở mặt sau khuơn.
- Khả năng truyền nhiệt kém. Đối với khuơn epoxy phải chú ý khi lựa chọn hệ nhựa để tránh sự toả nhiệt quá mức cĩ thể gây hư bề mặt khuơn.
- Giới hạn sử dụng khuơn epoxy khoảng vài ngàn sản phẩm. Tùy theo độ phức tạp của sản phẩm mà giới hạn này cĩ thể giảm xuống do khuơn bị mài mịn và bị nứt vỡ khi đặt preform.
- Cĩ hai phương pháp làm kín khuơn: đối với các sản phẩm cĩ hình dạng đơn giản, chỉ cần ghép hai mảnh khuơn lại. Đối với sản phẩm cĩ hình dạng phức tạp dùng vịng chữ O để làm kín khuơn.
Hình: Phương pháp làm kín khuơn
- Khí thốt ra từ mối ghép khuơn, hay cĩ lỗ thốt khí trên khuơn. Lỗ thốt khí (vent) thường đặt ở trên cao (để khí dễ dàng thốt). Vent khí được làm vệ sinh sau mỗi sản phẩm, do đĩ nĩ phải được thiết kế để dễ bảo dưỡng.
Khuơn nikel:
- Bề mặt khuơn tốt và bền hơn khuơn epoxy. Truyền nhiệt tốt hơn và chịu áp suất cao hơn
- Chịu được nhiệt độ cao ngay cả khi phản ứng toả nhiệt quá nhiều nên cĩ thể dùng đĩng rắn nĩng.
- Khuơn cĩ thể làm một nửa từ nikel một nửa từ epoxy. Tuy nhiên hai nửa khuơn khĩ ăn khớp với nhau.
- Khĩ thêm lỗ thốt khí hơn so với khuơn epoxy.
- Chu kỳ sử dụng một khuơn cĩ thể lên đến 20.000 – 40.000 sản phẩm
Kim loại là vật liệu cần thiết trong chế tạo khuơn composite, nhất là các khuơn yêu cầu sản xuất lâu dài, bền, chắc. Khuơn kim loại dẫn nhiệt cao nên dễ dàng gia nhiệt và giải nhiệt cho khuơn trong quá trình gia cơng. Nĩ cũng chịu được khả năng mài mịn cao, vì vậy cĩ thể sử dụng khuơn này để sản xuất liên tục mà vẫn đảm bảo kích thước sản phẩm. Các kim loại thường dùng trong sản xuất khuơn là nhơm (Al), đồng (Cu), kẽm (Zn), thép…
Bảng 1. Tính chất nhiệt của một số vật liệu kim loại
Tính chất Be Mg Al Ti Fe Cu
Nhiệt độ chảy (oC)
Hệ số dẫn nhiệt (W/m.K)
Hệ số giãn nở nhiệt ( m / m/oC) Nhiệt dung riêng (J/kg.K)
1277 146 0.29 1883 650 153 0.68 1046 660 222 0.59 900 1668 171 0.21 519 1536 75 0.30 460 1083 393 0.41 385 Đặc điểm:
- Được sử dụng khi sản phẩm cĩ kích thước trung bình.
- Khĩ thêm lỗ thốt khí hơn so với khuơn epoxy nhưng dễ hơn khuơn nikel
- Đối với kẽm và nhơm phải cẩn thân trong khâu tháo khuơn vì khuơn cĩ nhiều lỗ xốp làm dính sản phẩm. Nhơm là kim loại mềm dẻo, độ cứng khơng cao, do đĩ trong một số trường hợp cần độ bền và độ cứng cao nguời ta thay nhơm bằng thép.
- Hợp kim kẽm với đồng, nhơm, magiê được dùng phổ biến để sản xuất các khuơn sử dụng trong thời gian ngắn. Tính chất cơ học của hợp kim kẽm sẽ giảm nhiều ở nhiệt độ khoảng 100oC. Vì tính chất dễ gia cơng, dễ làm khuơn nên hợp kim kẽm là vật liệu quan trọng dùng làm khuơn composite và khuơn đúc.
- Thép là loại vật liệu quan trọng, dùng làm các khuơn sản xuất lâu dài với độ chính xác cao, sản phẩm chất lượng, chịu được mài mịn và cĩ độ bền nhiệt cao. Ta cĩ thể lựa chọn các loại thép khác nhau dựa vào tính
chịu mài mịn, chống sốc và khả năng gia cơng. Khuơn thép cĩ giá thành cao nhưng chu kỳ sử dụng là 500.000-1.000.000 sản phẩm/khuơn