Đề tài Quấn nóng

ĐỀ TÀI COMPOSITE Khoa CNVL Lớp VL05PO * NHÓM 7 1, VÕ THỊ THU HOÀI 2,VƯƠNG CHÍ CÔNG 3,TRẦN THỊ THÚY VÂN 4,NHÂM MẠNH HÙNG 5,PHAN THỊ HỒNG LIÊN 6, NGUYỄN THỊ HẰNG 7, NGUYỄN THỊ THỦY 8,LÊ THỊ KIM GIANG 1. Giới thiệu 1.1Công nghệ Là quá trình cuốn 1 dải sợi liên tục đã được tẩm nhựa lên bề mặt của 1lõi quay đã được tạo hình chính xác,sau đó được lưu hóa ở nhiệt độ phòng hoặc gia nhiệt để tạo ra sản phẩm 1.2 Đặc điểm 1.3 Nguyên liệu 1.4 Ưu khuyết điểm: 1.5 ứng dụng Khoa CNVL Lớp VL05PO * 2,Nguyên liệu * Phương pháp này yêu cầu sợi gia cường liên tục và hỗn hợp nhựa liên kết lại với nhau * Yếu tố cho lựa chọn nguyên liệu dựa vào : +Tính kinh tế +Ảnh hưởng môi trường +Khả năng chống ăn mòn +Trọng lượng giới hạn +Độ bền sản phẩm hình thành Khoa CNVL Lớp VL05PO * 2.1 Một số loại sợi gia cường 1, Yêu cầu -Sợi phải có độ liên tục -Sợi phải tạo ra độ bền , độ cứng cho composite Thường dùng 3 loại sau +Sợi thủy tinh +Sợi aramid +Sợị Carbon/Graphite Khoa CNVL Lớp VL05PO * Sợi thủy tinh Đặc tính sử dụng: +Giá thành thấp +Ổn định kích thước +Có độ bền và modul vừa phải +Vận chuyển dễ dàng 3 loại sợi có tính thương mại thường dùng là : +E-glass :có độ bền kéo tốt, modul kéo thấp, giá thành thấp nhất . Thường dùng cho các ứng dụng trong thương mại và công nghiệp +S-glass: Có độ bền cao, có modul kéo cao hơn E-glass , giá thành đắt hơn.Dùng trong lĩnh vực không gian vũ trụ, bình chứa khí nén +R-glass Khoa CNVL Lớp VL05PO * Sợi Aramid *Đặc tính: -Modul kéo cao hơn E-glass , S-glass -Hệ số biến đổi thấp -Giá thành cao hơn -Tỉ trọng rất thấp -Có tính kháng va đập và phá hủy tốt -Độ bền nén và xé thấp Khoa CNVL Lớp VL05PO * Sợi Carbon/Graphite Đặc tính Modul cao nhất Giá thành sợi cao nhất Tỉ trọng trung bình Độ kháng va đập và phá hủy kém Có độ bền và độ cứng tốt nhất Khoa CNVL Lớp VL05PO * 2.2 Một số loại nhựa  Vai trò Là chất nền gắn kết mọi thứ lại với nhau , cung cấp một cơ cấu truyền tải giữa sợi. Ngoài ra còn cung cấp độ kháng ăn mòn , bảo vệ cho sợi khỏi bị phá hủy từ bên ngoài , tạo độ dai composite khi va đập bề mặt, cắt ,mài mòn hay khi vận chuyển Các loại nhựa thông dụng 1,Polyester : Độ bền nhiệt cao, chịu va đập cao, tính chất điện môi cao 2, Epoxy: Độ bền tốt nhất , đóng rắn ở nhiệt độ cao , kháng hóa chất tốt , độ nhớt cao , giá thành cao hơn 3, Vinyl Ester : Kháng ăn mòn cực kỳ tốt, giá thành cao, độ bền và dai rất tốt, sử dụng cho những sản phẩm chống ăn mòn Khoa CNVL Lớp VL05PO * 3, Bisphenol –A Fumarate, Chlorendic Chống ăn mòn tốt trong điều kiện khắc nghiệt , giá thành cao, khả năng chịu được nhiệt độ cao 4, Phenolic Kháng cháy cực kỳ tốt, độ phát tán khói thấp , có giá thành cao, độ giãn dài thấp ,có độ bền trung bình,ứng dụng vào lĩnh vực chống cháy Khoa CNVL Lớp VL05PO * 2.3 Chất phụ gia *Chất độn được sử dụng nhiều nhất trong các chất phụ gia +Calcium Carbonate : Tăng thể tích tạo ra một loại nhựa nền có giá thành thấp +Alumina trihydrate : Khả năng chống cháy và ngăn sự tạo khói *Ngoài ra ta còn sử dụng một số phụ gia khác như: + Chất chống tia UV +Bột màu +Chất hỗ trợ bề mặt Khoa CNVL Lớp VL05PO * Khoa CNVL Lớp VL05PO * 3. Cơ sở lý thuyết Nguyên lý Một dải sợi được tẩm nhựa lên bề mặt Lõi quay cuốn sợi (sợi được kéo căng) Đưa vào một thiết bị lưu hóa (ở nhiệt độ phòng hoặc gia nhiệt) Lấy lõi quấn ra Sản phẩm Khoa CNVL Lớp VL05PO * 4. Quy trình công nghệ Một quy trình công nghệ sản xuất sợi cuốn nóng trải qua 6 giai đoạn như sau: +Chuẩn bị lõi quấn +Quấn sợi +Đóng rắn sản phẩm sau khi quấn +Lấy lõi quấn ra khỏi sản phẩm quấn +Hình thành sản phẩm cuối cùng +Kiểm tra chất lượng sản phẩm Khoa CNVL Lớp VL05PO * 4.1 Chuẩn bị lõi quấn Lõi quấn là bộ phận để quấn lớp lớp sợi đã được tẩm nhựa trên đó Những lõi quấn thường được dùng trong phương pháp cuốn là loại lõi cát hoặc thạch cao (đối với những sản phẩm có dung tích nhỏ) Loại lõi được làm từ cát có thể hòa tan được bằng nước Loại lõi làm bằng thạch cao sẽ bị vỡ ra dễ dàng trong quá trình tháo dỡ Đối với lõi ống kim loại dạng tròn thì yêu cầu thiết bị phải có chất lượng cao. Trong đó composite được đẩy hoặc kéo ra sau khi đóng rắn. Thiết bị này cần mạ crom để tăng độ cứng và bề mặt bóng láng giúp cho quá trình tháo lõi dễ dàng Khoa CNVL Lớp VL05PO * 4.2 Giai đoạn quấn sợi Mô hình quy trình cuốn sợi Khoa CNVL Lớp VL05PO * 4.2 Giai đoạn quấn sợi Quá trình : một lượng gồm nhiều bó sợi hoặc sợi roving được kéo từ một dãy các cuộn sợi, được kéo qua máng nhúng nhựa (đã có xúc tác và phụ gia cần thiết) Thao tác quấn sợi được vận hành bằng máy, nhưng trước đó công nhân phải thao tác kéo sợi qua máng nhựa, dao gạt nhựa dư và qua các lược chia sợi Quá trình quấn liên tục làm cho các vòng sợi kế tiếp sẽ giữ cho sợi được cố định trên lõi quấn và được siết chặt cho dến khi hình thành sản phẩm, sau đó tháo lõi quấn ra và tiếp tục quá trình đóng rắn. Khoa CNVL Lớp VL05PO * Những phương pháp quấn sợi - Phương pháp quấn ướt (wet winding) Khoa CNVL Lớp VL05PO * Những phương pháp quấn sợi - phương pháp quấn khô (prepreg winding) Khoa CNVL Lớp VL05PO * Phương pháp thấm nhựa lên sợi gia cường Trong phương pháp quấn có 2 cách thấm nhựa lên sợi gia cường : -dùng nhựa dạng dung dịch Sơ đồ nhúng sợi vào dung dịch nhựa Khoa CNVL Lớp VL05PO * Phương pháp thấm nhựa lên sợi gia cường -dùng nhựa dạng nóng chảy Sơ đồ nhúng sợi qua nhựa nóng chảy Khoa CNVL Lớp VL05PO * Các kiểu quấn sợi có 3 kiểu là helical, hoop và polar winding - Helical winding Khoa CNVL Lớp VL05PO * Các kiểu quấn sợi -Hoop winding Khoa CNVL Lớp VL05PO * Các kiểu quấn sợi - Polar winding Khoa CNVL Lớp VL05PO * 4.3 Giai đoạn đóng rắn Đóng rắn bằng lò Đóng rắn bằng dầu nóng Đóng rắn bằng đèn Đóng rắn bằng hơi Đóng rắn bằng nồi hấp chân không Đóng rắn bằng lò vi sóng Khoa CNVL Lớp VL05PO * 4.4 Tháo lõi - Đối với lõi làm từ cát có thể hòa tan bằng nước và lấy ra dễ dàng - Đối với lõi thạch cao thì có thể làm vỡ bằng tay - Đối với lõi kim loại thì composite được đẩy hoặc kéo ra   Khoa CNVL Lớp VL05PO * 5. Kết quả 5.1 Độ bền Độ bền cơ học của sản phẩm không những phụ thuộc vào thành phần của vật liệu mà còn phụ thuộc vào thông số của quá trình như: góc cuốn, độ căng sợi, thành phần hóa học của nhựa và thời gian đóng rắn. Đây là phương pháp để sản xuất những sản phẩm dạng tròn xoay ( như ống, tube, bình, thùng chứa…) với độ bền rất cao vì sợi ở dạng liên tục. Sợi được kéo căng trong quá trình quấn, do đó làm giảm bọt khí nên sản phẩm có cơ tính tốt. Khoa CNVL Lớp VL05PO * 5. Kết quả 5.2 Sản phẩm Composite quấn nóng được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực: -Sản xuất những thùng chịu áp suất hình trụ, hình cầu, làm các sản phẩm dạng ống, các ống dẫn khí oxy, gas…và các khí khác -Dùng làm vỏ động cơ phản lực, cánh máy bay… -Những thùng chứa đặt ngầm dưới đất… Sản phẩm ống làm từ composite quấn nóng có thể thay thế cho ống bằng kim loại, thép…chịu môi trường tốt.  Khoa CNVL Lớp VL05PO * 5.3 so sánh   Khoa CNVL Lớp VL05PO * 5.3 so sánh   Khoa CNVL Lớp VL05PO * 5.3 so sánh   Khoa CNVL Lớp VL05PO * 6. Kết luận Trải qua hơn 40 năm bổ sung và hoàn thiện ( từ những năm 60 của thế kỷ XX), công nghệ quấn đã đạt được trình độ tiên tiến, đặc biệt là phương pháp quấn nóng, composite quấn nóng có những ưu điểm rất vượt trội so với các phương pháp khác.