Vật liệu composite là sự kết hợp của hai hoặc nhiều vật liệu riêng biệt. Chúng có bề mặt phân cách riêng biệt và dễ nhận biết. Được kết hợp với nhau để tạo ra đặc tính vượt trội hơn so với các vật liệu riêng lẻ ban đầu. Nếu bạn muốn biết thêm về quá trình sản xuất composite trong công nghiệp. Hãy cùng Hàn Việt tìm hiểu bài viết dưới đây.
Hiện nay, có ba loại quy trình sản xuất composite: Đúc hở, đúc kín và đúc khuôn nhựa. Có nhiều phương pháp xử lý trong các loại khuôn đúc này, mỗi phương pháp đều có những lợi ích riêng.
Nội dung bài viết
Đúc hở composite
Vật liệu composite (nhựa và sợi) được đặt trong một khuôn mở. Đây là nơi chúng lưu hoá hoặc cứng lại khi tiếp xúc với không khí. Chi phí gia công cho khuôn mở thường không đắt. Do đó có thể sử dụng kỹ thuật này cho các mẫu thử nghiệm và trong thời gian sản xuất ngắn.
Trong khuôn đúc hở, các vật liệu thô (nhựa và sợi gia cố) tiếp xúc với không khí khi chúng lưu hoá hoặc cứng lại. Đúc hở sử dụng các quy trình khác nhau. Bao gồm đắp tay, phun sợi, quấn sợi.
Đắp tay composite
Đây là phương pháp đúc hở phổ biến nhất và ít tốn kém nhất. Vì nó đòi hỏi ít thiết bị nhất. Cốt sợi được đắp bằng tay trong khuôn và nhựa được phủ bằng chổi hoặc con lăn. Quy trình này được sử dụng để làm cả những vật dụng lớn và nhỏ. Bao gồm thuyền, bể chứa, bồn tắm và vòi hoa sen.
Đắp tay là một phương pháp đúc mở thích hợp để tạo ra nhiều loại sản phẩm composite từ rất nhỏ đến rất lớn. Khối lượng sản xuất trên mỗi khuôn thấp. Tuy nhiên, có thể sản xuất số lượng đáng kể bằng cách sử dụng nhiều khuôn.
Ngoài ra, đây là phương pháp đúc vật liệu tổng hợp đơn giản nhất. Cung cấp dụng cụ chi phí thấp, chế biến đơn giản nhất và làm ra nhiều kích thước bộ phận. Có thể thay đổi thiết kế một cách dễ dàng. Đối với những người gia công lành nghề, có thể đạt được tỷ lệ sản xuất tốt và chất lượng ổn định.
Phun sợi
Phương pháp này tương tự như đắp tay nhưng sử dụng thiết bị đặc biệt. Đáng chú ý nhất là súng cắt – được dùng để cắt vật liệu gia cố thành các sợi ngắn. Sau đó, thêm chúng vào nhựa thông và lắng hỗn hợp trên bề mặt đúc. Phun sợi tự động hoá hơn so với xếp bằng tay. Thường được sử dụng để sản xuất số lượng lớn.
Phun sợi (hoặc cắt nhỏ) là một phương pháp khuôn mở thích hợp để chế tạo tàu thuyền, bồn chứa, các bộ phận vận chuyển. Hoặc các thiết bị bồn tắm, vòi hoa sen với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau.
Trong quá trình phun sợi, thợ gia công có thể kiểm soát độ dày và độ đặc. Do đó, quá trình này phụ thuộc vào thợ nhiều hơn so với việc đắp tay. Mặc dù khối lượng sản xuất trên mỗi khuôn thấp, nhưng có thể sản xuất số lượng sản xuất đáng kể bằng cách sử dụng nhiều khuôn. Quá trình này sử dụng công cụ đơn giản, chi phí thấp và xử lý đơn giản. Thiết bị di động cho phép chế tạo tại chỗ và hầu như không có giới hạn về kích thước bộ phận. Quá trình này có thể được tự động hóa.
Quấn sợi
Là một quá trình tự động áp dụng các sợi liên tục, bão hòa nhựa thông qua một khuôn hình trụ quay. Nó được sử dụng để tạo ra các sản phẩm rỗng như vỏ động cơ tên lửa, ống dẫn, ngăn xếp và bể chứa hóa chất. Việc quấn dây tóc ít tốn công sức hơn so với các quy trình đúc hở khác.
Quấn sợi là một quy trình đúc hở tự động sử dụng trục quay làm khuôn. Cấu hình khuôn tạo ra một bề mặt hoàn thiện bên trong và một bề mặt cán mỏng trên đường kính bên ngoài của sản phẩm.
Ưu điểm của phương pháp này là mức độ tải sợi cao, cung cấp độ bền kéo cao trong sản xuất các sản phẩm hình trụ rỗng. Ví dụ như thùng chứa hóa chất và nhiên liệu, đường ống, ngăn xếp, bình áp lực và vỏ động cơ tên lửa.
Quá trình này tạo ra các tấm cán mỏng có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Cung cấp mức độ kiểm soát cao đối với tính đồng nhất và định hướng sợi. Quy trình có thể được sử dụng để tạo ra các cấu trúc được thiết kế kỹ thuật cao và đáp ứng các dung sai nghiêm ngặt. Bởi vì quấn sợi được điều khiển bằng máy tính và tự động. Nên hệ số lao động cho quá trình quấn dây tóc thấp hơn các quy trình đúc hở khác.
Đúc kín composite
Vật liệu composite được xử lý và đóng rắn bên trong túi chân không hoặc khuôn hai mặt, khép kín với khí quyển. Đúc kín có thể được xem xét cho hai trường hợp: Thứ nhất, nếu cần hoàn thiện hai mặt; Thứ hai, nếu yêu cầu khối lượng sản xuất cao.
Trong khuôn đúc kín, các nguyên liệu thô (sợi và nhựa) được lưu hoá bên trong khuôn hai mặt hoặc trong túi chân không (không tiếp xúc với không khí). Các quy trình đúc kín thường được tự động hóa và yêu cầu thiết bị đặc biệt. Vì vậy ,chúng chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy lớn sản xuất khối lượng lớn vật liệu — lên đến 500.000 bộ phận mỗi năm.
Đúc túi chân không
Quy trình sản xuất này được thiết kế để cải thiện các tính chất cơ học của tấm dát mỏng (hai hoặc nhiều lớp cốt sợi được liên kết với nhau bằng nhựa thông). Chân không được tạo ra để đẩy không khí bị mắc kẹt và nhựa thừa ra ngoài, nén chặt tấm dát mỏng. Nồng độ chất xơ cao giúp kết dính tốt hơn. Ngoài ra, đúc túi chân không giúp loại bỏ nhựa thừa tích tụ khi cấu trúc được tạo ra bằng kỹ thuật đắp tay (đúc mở).
Có thể sử dụng phương pháp đóng bao chân không với các tấm cán ướt và vật liệu tổng hợp tiên tiến. Phương pháp hấp túi chân không thường được sử dụng nhiều nhất để tạo ra các sản phẩm quân sự và máy bay composite tiên tiến.
Các cấu trúc được tạo bằng xếp lớp thủ công truyền thống khiến nó có nhiều nhựa. Vì vậy, việc đóng bao chân không có thể loại bỏ vấn đề này. Ngoài ra, việc làm ướt xơ hoàn toàn có thể được thực hiện nếu quy trình được thực hiện đúng. Cải thiện liên kết lõi cũng có thể được thực hiện với xử lý túi chân không.
Quy trình truyền chân không
Quy trình truyền chân không (VIP) là một kỹ thuật sử dụng áp suất chân không để truyền nhựa vào một tấm dát mỏng. Truyền chân không thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm kết cấu rất lớn.
Truyền chân không tạo ra các lớp mỏng nhẹ, bền với mức độ kết cấu đồng đều. Giúp giảm phát khí thải đáng kể (so với quá trình chế biến khuôn hở và đóng gói chân không ướt). Quá trình này sử dụng cùng một công cụ chi phí thấp như đúc hở và yêu cầu ít thiết bị.
Phương pháp này được xác định là có áp suất khí quyển thấp hơn áp suất khí quyển trong lòng khuôn. Cốt thép và vật liệu cốt lõi được đặt khô trong khuôn bằng tay, tạo cơ hội để định vị chính xác cốt thép. Khi nhựa được kéo vào khuôn, cán mỏng đã được nén chặt. Do đó, không có chỗ cho nhựa thừa.
Công nghệ hút chân không
Công nghệ hút chân không (RTM) là một phương pháp đúc kín. Trong đó vật liệu gia cố được nạp vào một khuôn kín, khuôn được kẹp. Sau đó, nhựa được bơm vào (thông qua các cổng phun) dưới áp lực. Quá trình này tạo ra các bộ phận phức tạp với lớp hoàn thiện mịn trên tất cả các bề mặt tiếp xúc.
Quá trình này có thể đơn giản hoá hoặc tự động hóa cao. Thời gian chu kỳ diễn ra nhanh chóng. Bằng cách đặt vật liệu gia cố khô bên trong khuôn, có thể sử dụng bất kỳ sự kết hợp vật liệu và định hướng nào. Bao gồm cả vật liệu gia cố 3-D.
Chiều dày chi tiết được xác định bởi khoang dụng cụ. Thời gian chu kỳ nhanh chóng có thể đạt được khi sử dụng dụng cụ được kiểm soát nhiệt độ và quy trình từ đơn giản đến tự động hóa cao. RTM có thể sử dụng nhiều loại dụng cụ. Từ khuôn composite chi phí thấp đến dụng cụ kim loại được kiểm soát nhiệt độ. Máy trợ lực chân không có thể được sử dụng để tăng cường dòng chảy của nhựa trong khoang khuôn.
Ép khuôn
Ép khuôn là một quá trình sản xuất trong đó vật liệu composite được kẹp giữa hai khuôn phù hợp dưới áp suất và nhiệt độ cao (250° – 400°F) cho đến khi bộ phận đóng rắn. Kỹ thuật này được sử dụng để xử lý nhanh chóng số lượng lớn các bộ phận nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh phức tạp. Ép khuôn có tính năng chu kỳ đúc nhanh và tính đồng nhất của các bộ phận cao. Quá trình này có thể được tự động hóa.
Ngoài ra, chi phí nhân công thấp và nó mang lại sự linh hoạt trong thiết kế và hoàn thiện bề mặt đẹp. Ép khuôn cho phép thiết kế bộ phận linh hoạt và các tính năng như hạt chèn, đường sườn, trục và phụ kiện đính kèm.
Đúc ép
Đúc ép được sử dụng để tạo thành vật liệu tổng hợp thành các hình dạng dài và nhất quán như que hoặc thanh. Các sợi cốt thép liên tục được kéo qua bể nhựa để bão hòa chúng. Sau đó được kéo qua các khuôn thép được nung nóng để điêu khắc các vật liệu tổng hợp thành các chiều dài liên tục. Quy trình hoạt động liên tục nên có thể dễ dàng tự động hóa. Giá nhân công thấp và sản phẩm hoàn thiện rất mạnh. Đúc ép được sử dụng để tạo ra các sản phẩm như dầm, kênh, ống dẫn, ống, cần câu cá và trục câu lạc bộ chơi gôn.
Quá trình này tạo ra các kết cấu với độ tải sợi cực cao. Do đó, các sản phẩm ép ra có đặc tính cấu trúc cao. Quá trình này có thể thích ứng với các hình dạng mặt cắt ngang đơn giản và phức tạp.
Đúc ép phản lực
Đúc ép phản lực (RIM) được sử dụng rộng rãi để chế tạo các bộ phận bên ngoài và bên trong ô tô. Trong quá trình này, hai (hoặc nhiều) loại nhựa được nung riêng biệt và kết hợp với các sợi thủy tinh đã được nghiền nhỏ. Hỗn hợp được bơm vào khuôn dưới áp suất cao và nén. Nhựa lưu hóa nhanh chóng. Quá trình RIM có nhiều ưu điểm trong quá trình xử lý. Bao gồm thời gian chu kỳ rất nhanh, nhân công thấp, áp suất kẹp khuôn thấp và tỷ lệ phế liệu thấp. Quá trình này yêu cầu các loại nhựa đặc biệt và gia cố.
RIM sử dụng để cải thiện các đặc tính của nhựa. Với việc sử dụng các chất gia cường, sự co ngót của quá trình trùng hợp được giảm xuống, giảm sự giãn nở nhiệt, giảm thiểu sự chảy xệ và chảy xệ của composite ở nhiệt độ cao. Các đặc tính chính khác như độ cứng, độ bền kéo và độ giãn dài thường được cải thiện. Xơ hoặc mảnh đã nghiền có thể được thêm trực tiếp vào nhựa trước khi phản ứng trong đầu trộn.
Hiện tại, giao thông vận tải là thị trường chính của các sản phẩm RIM. Các ứng dụng ô tô và xe tải bao gồm tấm thân tấm chắn, vỏ lốp dự phòng, tấm lót sàn và các sản phẩm tương tự khác. Sự ra đời của các loại nhựa có khả năng phản ứng có thể điều khiển được như polyuria amide đã dẫn đến xu hướng hướng tới các máy lớn hơn và các bộ phận lớn hơn. Các bộ phận đúc RIM rất lớn nặng hơn 45kg đã được sản xuất.
Đúc ly tâm
Trong quá trình đúc ly tâm, cốt thép và nhựa được lắng đọng trên bề mặt bên trong của khuôn quay. Lực ly tâm giữ chúng tại chỗ cho đến khi vật liệu đông lại hoặc cứng lại. Đúc ly tâm được sử dụng để sản xuất các bộ phận rỗng (như ống có hai bề mặt nhẵn).
Nó đặc biệt phù hợp để sản xuất các cấu trúc có đường kính lớn. Ví dụ như đường ống cho các cơ sở lắp đặt dầu và hóa chất, bể chứa hóa chất. Hoặc sản xuất cột điện thoại, đèn đường và các cột điện khác.
Bề mặt bên trong của các bộ phận được đúc ly tâm có thể được phủ thêm một lớp phủ “gọn gàng” hoặc nhựa nguyên chất. Điều này để cải thiện hình thức bề mặt và cung cấp thêm khả năng chống hóa chất cho bộ phận. Ống composite đường kính lớn và bồn chứa được sản xuất thương mại bằng cách đúc ly tâm.
Ưu điểm của đúc ly tâm bao gồm bề mặt hoàn thiện bên ngoài. Ngăn các chất bay hơi trong quá trình xử lý. Những hạn chế chính của đúc ly tâm là khả năng quay thấp với các khuôn có kích thước lớn. Ngoài ra, nó có năng suất tương đối thấp trên mỗi dụng cụ.
Cán liên tục
Cán liên tục được sử dụng để làm các tấm và tấm phẳng. Hoặc các sản phẩm được sử dụng trong thành bên xe tải, biển báo đường, cửa sổ trần, tấm xây dựng và vật liệu cách điện. Đó là một quy trình tự động hóa cao. Trong đó sợi và nhựa được kết hợp, kẹp giữa hai màng chất dẻo và được hướng dẫn qua quy trình băng tải. Các con lăn định hình tạo hình các tấm. Và nhựa được xử lý (trong lò nướng hoặc khu vực gia nhiệt) để tạo thành bảng tổng hợp.
Sự lưu hoá được hoàn thành trong một lò điều nhiệt. Các tấm được tự động cắt theo chiều rộng và cắt theo chiều dài.
Đúc khuôn nhựa composite
Một hỗn hợp nhựa và chất độn được đổ vào khuôn (thường không có chất gia cố). Sau đó để lại để đóng rắn hoặc đông cứng. Phương pháp đúc này đôi khi sử dụng khuôn mở hoặc khuôn kín.
Đúc nhựa là quy trình độc đáo trong ngành vật liệu tổng hợp. Chúng thường không có cốt sợi. Được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về độ bền cụ thể của một ứng dụng. Đúc khuôn nhựa được sử dụng để sản xuất các bộ phận có hình dạng hoặc kích thước bất kỳ.
Đúc đá nuôi cấy tráng gel
Lớp phủ gel là một loại nhựa polyester chuyên dụng. Được pha chế để tạo vẻ thẩm mỹ cho bề mặt bên ngoài của sản phẩm composite. Mang lại khả năng chống chịu với thời tiết cho các sản phẩm ngoài trời. Lớp gel bao gồm một loại nhựa gốc và các chất phụ gia.
Sự xuất hiện của các sản phẩm đá nuôi cấy được xác định bởi loại chất độn. Hoặc bằng cách áp dụng các chất màu vào chất nền. Chất độn có nhiều loại vật liệu. Nhiều chất độn được sử dụng trong công nghiệp vật liệu tổng hợp là các chất khoáng. Chất độn khoáng có hình dạng đặc biệt liên quan đến cấu trúc hóa học của chúng.
Đá cẩm thạch: Vẻ ngoài bằng đá cẩm thạch tự nhiên được tái tạo bằng cách xây dựng ma trận sử dụng chất độn canxi cacbonat. Hiệu ứng vân đá cẩm thạch được tạo ra bằng cách thêm sắc tố thứ hai vào ma trận. Và trộn một phần để tạo ra vẻ ngoài mong muốn.
Mã não: Ma trận mã não nuôi cấy thường có hàm lượng nhựa cao hơn đá cẩm thạch. Các sắc tố nền và đường vân được thêm vào ma trận để tạo ra vẻ ngoài mã não.
Đá hoa cương: Bề ngoài đá hoa cương nuôi cấy được tạo ra bằng cách trộn các vụn màu vào ma trận nhựa.
Khuôn đúc bề mặt rắn composite
Khuôn đúc bao gồm một chất nền đúc không có bề mặt phủ gel. Có thể sử dụng chân không để loại bỏ không khí bị mắc kẹt trong chất nền. Các sản phẩm bề mặt rắn mang đến phong cách thiết kế vô hạn.
Bề mặt rắn có thể tạo ra nhiều kiểu dáng và hiệu ứng thẩm mỹ. Chẳng hạn như mô phỏng đá hoa cương tự nhiên. Vì lý do này, nó thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như mặt bàn bếp.
Ngược lại với bề mặt phủ gel của đá cẩm thạch nuôi cấy. Các phần bề mặt rắn đồng nhất trong suốt. Điều này giúp bạn có thể ghép các mảnh được chế tạo với đường ghép kín đáo. Đồng thời, sửa chữa và hoàn thiện lại bề mặt về tình trạng ban đầu.
Địa điểm mua sản phẩm composite tại Hà Nội
Hàn Việt Group chúng tôi có thể cung cấp sản phẩm composite chất lượng cao cho bạn. Bao gồm các sản phẩm nắp hố ga, song chắn rác…
Liên hệ mua tấm kim loại tại Hàn Việt Group
Địa chỉ: Khu công nghiệp Quất Động, Thường Tín, Hà Nội
Hotline: 092 696 8868
Email: ducganghanviet@gmail.com
Website: https://hanvietgroup.com.vn/
Facebook: Hàn Việt Group
>> Xem thêm
Nắp đậy hố ga bằng composite ngăn mùi hiệu quả
So sánh vật liệu composite và vật liệu truyền thống