Công nghệ chế tạo vật liệu polime composit bằng phương pháp lăn ép bằng tay và phương pháp phun sợi nhựa

Công nghệ chế tạo vật liệu polime composit bằng phương pháp lăn ép bằng tay và phương pháp phun sợi nhựa

1


2

Phương pháp lăn ép bằng tay

Kết luận

I

Tổng quan

III

Phương pháp phun

II

IV

sợi nhựa


I

3

Tổng quan

1.Khái niệm về polime:
Polime composite là vật liệu được tổng hợp nên từ hai hay nhiều loại vật liệu khác nhau, nhằm mục đích tạo nên
một vật liệu mới, ưu việt và bền hơn so với các vật liệu ban đầu. Vật liệu composite bao gồm có vật liệu nền và
cốt.:



Vật liệu nền đảm bảo việc liên kết các cốt lại với nhau, tạo cho vật liệu gồm nhiều thành phần có tính nguyên
khối, liên tục, đảm bảo cho composite độ bền nhiệt, bền hoá và khả năng chịu đựng khi vật liệu có khuyết tật.




Vật liệu nền của composite có thể là polyme, các kim loại và hợp kim, gốm hoặc các bon.
Vật liệu cốt đảm bảo cho composite có các mođun đàn hồi và độ bền cơ học cao


I

4

Tổng quan

2.Phân loại và chế tạo



Dựa vào các đặc trưng  cơ lý hoá, người ta phân vật liệu ra thành 4 nhóm chính: kim loại và các hợp kim, vật
liệu vô cơ-ceramic, vật liệu polyme và gần đây nhất là vật liệu tổ hợp compsite.



Có rất nhiều cách chế tạo vật liệu polime composit: công nghệ chế tạo thủ công, phương pháp đùn ép, phương
pháp đúc chuyển nhựa…. nhưng ở đây nhóm tập trung vào tìm hiểu hai phương pháp :Phương pháp lăn ép
bằng tay và phương pháp phun sợi nhựa.


II

5

Phương pháp lăn ép bằng tay

Khái niệm
+, Phương pháp lăn ép bằng tay là phương pháp đơn giản nhất của chế tạo composite. Đây là phương pháp chế tạo thủ
công được sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực chế tạo vật liệu polime composite. Yêu cầu cơ sở hạ tầng cho phương
pháp này cũng là tối thiểu. Các bước xử lý khá đơn giản.
+, Phương pháp lăn ép bằng tay được áp dụng cho những vậy liệu nhựa:
- Nhựa: thường dùng polyester không no và sợi thủy tinh, epoxy, polyester, polyvinyl este, nhựa phenolic, nhựa
polyurethane (nhựa PU: nhựa cao su hay cao su nhân tạo)…..
- Sợi: Sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi aramid, sợi thực vật tự nhiên (sợi sisal, chuối, có thể sử dụng bất kì sợi nào .. )


6

II

Phương pháp lăn ép bằng tay

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

Bước 2: Phủ lớp tạo bề mặt sản phẩm (gel-coat). ở đây các tấm nhựa
Bước 1: Quét phủ lớp hỗ trợ tháo khuôn lên bề mặt
mỏng được sử dụng ở trên cùng và dưới cùng của tấm khuôn để có
khuôn
( để tránh sự kết dính của polymer vào bề mặt
được bề mặt hoàn thiện của sản phẩm
)


II

7

Phương pháp lăn ép bằng tay

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

Bước3:

 Phủ nhựa polymer trên lớp tạo bề mặt. Ở đây

polyme nhiệt dẻo

ở dạng lỏng trộn đều với tỷ lệ phù hợp với chất đông cứng ( chất
đóng rắn ) được quy định và đổ lên bề mặt miếng đã được đặt
Bước 4: Rải lớp vật liệu gia cường trên nền nhựa polymer
khuôn .

Polymer được trải đều trên bề mặt bằng bàn chải.


II

8

Phương pháp lăn ép bằng tay

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

Bước 5:

 Dùng con lăn để lăn ép vật liệu gia cường với nhựa (con lăn
giúp loại bỏ không khí bị mắc kẹt cũng như các polymer dư
Bước 6: Phủ lớp tạo bề mặt trên lớp vật liệu gia cường cuối cùng.
thừa )

 Quá trình này lặp đi lặp lại cho mỗi lớp polymer và vật liệu gia
cường, cho đến khi các lớp yêu cầu được xếp chồng lên nhau.


II

9

Phương pháp lăn ép bằng tay

Quy trình chế tạo bằng phương pháp lăn ép bằng tay

 Sau
Để khi
tăngquá
tốctrình
độ đông
rải vật
kếtliệu
và gia
giảm
cường
thời và
gian
thấm
tháonhựa
khuôn,
đã hoàn
các sản
thành,
phẩm
sảncó
phẩm
kíchđược
để
thước
đôngnhỏ
kếtđược
tại nhiệt
đưa vào
độ môi
lò sấy;

trường.
các sản
Tốcphẩm
độ đông
có kích
kếtthước
của sản
lớnphẩm
hơn cóphụ
thểthuộc
được theo
loại
sấy polymer,
bằng khí nóng.
độ dày sản phẩm, nhiệt độ môi trường và độ dẫn nhiệt của vật liệu
khuôn.


10

II

Ưu điểm:

Phương pháp lăn ép bằng tay

Nhược điểm:
Sử dụng mẫu khuôn đơn giản bởi quá trình chế tạo ở nhiệt độ và áp suất
Là vì dùng khuôn hở nên chất lượng bề mặt sản phẩm không đồng đều.
không cao. Sau khi tách khỏi khuôn, sản phẩm có màu sắc đẹp, đa dạng,

Vì vậy, đối với những sản phẩm đơn chiếc hoặc các loạt sản phẩm số
hoàn chỉnh và không phải sơn phủ hay trang trí gì thêm, đặc biệt các sản
lượng nhỏ có thể áp dụng sử dụng phương pháp này để gia công
phẩm từ công nghệ đắp tay đồng thời rất bền màu .


II

11

Phương pháp lăn ép bằng tay

Ứng dụng

•
•

Vật liệu chịu hóa chất: như bồn chứa, ống dẫn, van, bể điện phân……
Vật liệu điện: tấm cách điện, vỏ các thiết bị điện, máy biến thế,…


III

12

Phương pháp phun sợi nhựa

Khái niệm:

 Phương pháp phun sợi nhựa có thể coi là sự mở rộng của phương pháp lăn ép bằng tay. Trong phương pháp này

người ta sẽ sử dụng súng phun để phun hỗn hợp nhựa polyme và vật liệu gia cường vào khuôn.

 Vật liệu sử dụng trong phương pháp phun hỗn hợp composite tương tự như trong phương pháp lăn ép bằng tay.


III

13

Phương pháp phun sợi nhựa

Phương pháp chế tạo bằng cách phun sợi nhựa


 Trong
Vật liệu
phương
gia cường
pháp phun
được hỗn
cung
hợp,
cấpvật
liên
liệutụcgiavào
cường
một có
đầu
kích
cấpthước

của súng
nhỏ
được
phun,trộn
nhựa
vớipolymer
nhựa polymer
và chấttheo
khởi
tỷ lệ
tạoxác
phản
định.
ứng được cung cấp tới một

 Súng
đầu cấp
phun
khác
được
củasử
súng.
dụng để phun hỗn hợp nhựa polymer và vật liệu gia
cường vào khuôn.


III

14

Phương pháp phun sợi nhựa

Phương pháp chế tạo bằng cách phun sợi nhựa

Tương tự như phương pháp lăn ép:





Chất hỗ trợ tháo khuôn được phun hoặc quét lên mặt khuôn,
Phủ lớp tạo lớp gel-coat tạo bề mặt cho sản phẩm.
Sau đó hỗn hợp nhựa polymer, chất khởi tạo phản ứng và sợi gia cường
được phun ép vào khuôn.


III

15

Phương pháp phun sợi nhựa

Ưu điểm
Phương pháp phun hỗn hợp composite có thể kiểm soát tốt tỷ lệ của
nhựa polymer và vật liệu gia cường trong hỗn hợp, qua đó đảm bảo tính
thẩm mỹ và độ đồng đều về cơ tính của sản phẩm.


III

16

Phương pháp phun sợi nhựa

Ứng dụng

•
•

Giao thông vận tải: vỏ cano, tàu thuyền, xe hơi, cabịn
Vật liệu gia dụng: bàn, ghế, tủ, giá, bồn tắm, tấm cách âm, đồ chơi,…


17

Ứng dụng cho ngành công nghiệp ô tô
Ứng dụng trong sản xuất đồ thể thao

Ứng dụng trong sản xuất máy bay boeing 787

Ứng dụng trong ngành công nghiệp tàu thủy


18

IV

Kết luận

 Thực tế cho thấy tất cả các vật liệu mới xuất hiện trong các năm gần đây, đều thuộc vào khái niệm vật liệu composite. Điều

này lý giải vì sao trong nhiều tài liệu khoa học, thuật ngữ ” vật liệu mới” được dùng đồng nghĩa với vật liệu composite.

 Vật liệu composite có tiềm năng và ứng dụng vô cùng to lớn, nó là vật liệu của hiện tại và tương lai. Có thể nói thế kỷ XXI
là thể kỷ của công nghệ cao và vật liệu composite (hay còn được gọi một cách phổ biến hơn là các vật liệu tiên tiến).


19


20