Hướng dẫn làm nhựa composite

Ngày nay những đồ vật phục vụ cuộc sống của con người ngày càng trở nên tinh tế và sang trọng hơn. Một trong những vật liệu được sử dụng trong sản xuất có vẻ ngoài hiện đại nhất phải kể đến đó là nhựa composite. Đây là loại nhựa được xếp vào loại vật liệu được lựa chọn nhiều nhất hiện nay. Bởi có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau với ưu điểm là độ bền và tính thẩm mỹ cao. Để biết quy trình làm composite, hãy cùng Queenpot xem qua bài viết dưới đây nhé.

Những thành phần cần thiết để tạo nên chất liệu composite

Như các bạn đã biết, Composite là một loại vật liệu tổng hợp, kết hợp từ hai hoặc nhiều vật liệu khác nhau để tạo ra vật liệu mới sở hữu các đặc tính ưu việt hơn so với các vật liệu ban đầu khi sử dụng riêng biệt.

Để tạo nên chất liệu composite cần các thành phần sau:

• Vật liệu gia cường: Vải sợi carbon (carbon fiber) và vải sợi thủy tinh (glass fiber) là hai vật liệu gia cường phổ biến. Vải sợi carbon chắc chắn hơn nhưng giá thành khá đắt. Còn vải sợi thủy tinh có hai loại là dệt và không dệt. Tuy nhiên nhược điểm của vải sợi thủy tinh là dễ bị rụng các sợi li ti, nếu tiếp xúc trực tiếp sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe. Vì vậy khi gia công phải có biện pháp bảo hộ như đeo găng tay và đeo khẩu trang.
• Các loại resin cơ bản dùng để làm composite: epoxy, polyester và vinylester. Trong đó, polyester và vinylester là được sử dụng nhiều và phổ biến hơn vì giá thành không cao, có thể áp dụng các kỹ thuật sản xuất đơn giản và linh hoạt nhất. So với epoxy thì hai loại này không gây độc hại cho người. Chịu hóa chất, chịu nhiệt tốt và tách khuôn dễ hơn.
• Chất phụ gia gelcoat: có hai loại là có hòa wax và không hòa wax. Nhưng loại gelcoat có hòa wax là phổ biến hơn. Những chất phụ gia này thường được sử dụng để tăng khả năng chống cháy cho sản phẩm.
• Chất xúc tác và xúc tiến trộn vào phải phù hợp với nhau như sau:

Xúc tác MEKP kết hợp với xúc tiến Cobalt Naphthanat.

Xúc tác Cuemene kết hợp với xúc tiến Managanese Naphthanat.

Quy trình chế tạo khuôn composite từ sản phẩm mẫu

Để tạo ra những sản phẩm có kích thước và hình dạng giống với sản phẩm mà mình mong muốn thì điều đầu tiên cần làm là phải có khuôn của sản phẩm đó. Vậy làm cách nào để tạo ra khuôn composite từ chính sản phẩm mẫu của mình? Sau đây là các bước tạo khuôn composite cơ bản và dễ làm nhất:

Quét chống dính

Đầu tiên, trước khi lấy khuôn cần quét một lớp chống dính lên trên toàn bộ bề mặt sản phẩm. Lưu ý phải quét một lớp thật kỹ cả trong lẫn ngoài vì nếu không quét chống dính thì khuôn làm ra sẽ bị dính với sản phẩm mẫu.

Tác dụng của lớp chống dính là giúp trong quá trình làm khuôn thì khuôn và sản phẩm mẫu không bị dính với nhau.

Quét chống dính để làm khuôn

Phủ sợi thủy tinh và chấm keo polyester

Sau bước bôi chống dính là đến bước phủ sợi thủy tinh. Dùng sợi thủy tinh và keo poly đắp lần lượt thành hai lớp lên bề mặt sản phẩm để lấy mặt khuôn bên ngoài. Trong quá trình chấm keo poly, các bạn lưu ý nên chấm keo thật kỹ để sợi thủy tinh bám vào hết tất cả các góc cạnh của sản phẩm. Việc này giúp cho việc tạo khuôn sản phẩm hạn chế được việc các góc bị mất hoặc khuyết chi tiết.

Chờ khô và tháo khuôn

Sau khi phủ sợi thủy tinh và chấm keo, chờ khoảng 4 tiếng để khuôn khô và tháo khuôn. Lưu ý rằng, nên tháo khuôn ngay khi khuôn vừa mới khô. Vì nếu để lâu hoặc để qua đêm thì khuôn sẽ dính rất chặt và khó tháo.

Nếu trong quá trình đắp sợi thủy tinh và chấm keo thật kỹ, thì khi tháo khuôn ra sẽ rất đẹp và tất cả chi tiết đều rất sắc nét.

Đổ sản phẩm

Sau khi có khuôn rồi, chúng ta vào bước đổ sản phẩm. Cũng giống như làm khuôn, ban đầu sẽ quét một lớp chống dính vào lòng khuôn và viền ngoài. Vì là khuôn mới nên hãy nhớ quét chống dính thật là kỹ, nếu không thì sẽ rất khó để tách sản phẩm ra khỏi khuôn.

Tùy thuộc vào loại sản phẩm và mục đích sử dụng sẽ tạo một lớp bề mặt phủ bề mặt cho phù hợp. Hầu hết lớp bề mặt sẽ bao gồm chất làm cứng, sơn, gelcoat, bột đá, bột shimao… Trộn theo tỷ lệ phù hợp với từng loại.

Cũng như quy trình làm khuôn, tiếp theo là đắp hai lớp sợi thủy tinh để sản phẩm kiên cố hơn. Sau đó tiến hành trải một lớp nilon lên bề mặt sản phẩm để hoàn thiện. Chờ từ 4 đến 5 tiếng để sản phẩm khô và tách khuôn ngay khi sản phẩm vừa khô. Sau đó chuyển sang công đoạn cuối cùng.

Sau khi tách khuôn, chúng ta tiến hành cắt bỏ và mài giũa các cạnh bên ngoài của sản phẩm. Cuối cùng là sơn phủ lên sản phẩm để sản phẩm được bền lâu hơn.

Đổ sản phẩm và cắt giũa cho hoàn thiện

Phương pháp gia công để làm ra sản phẩm composite

Để làm ra sản phẩm bằng chất liệu composite thì có rất nhiều phương pháp. Khi bạn muốn tự sáng tạo ra một đồ vật nào đó thì bạn có thể sử dụng phương pháp thủ công. Ngược lại nếu bạn muốn sản xuất ra nhiều sản phẩm giống nhau thì sẽ có máy móc và thiết bị giúp rút ngắn thời gian hơn. Sau đây là một số phương pháp gia công để làm ra sản phẩm composite:

Đúc mẫu vật composite bằng phương pháp lăn tay

Kỹ thuật lăn tay được thực hiện bằng cách làm ướt các sợi thủy tinh bằng một loại nhựa lỏng (có thể có hoặc không có chất làm cứng trộn vào). Sản phẩm được tạo ra bằng quy trình này quá lớn để sản xuất. Kỹ thuật này được sử dụng để sản xuất các sản phẩm với số lượng nhỏ như: tàu thuyền, bồn chứa hóa chất, thùng xe tải…

Sử dụng công nghệ súng phun để làm ra sản phẩm

Phương pháp sử dụng kỹ thuật súng phun được thay thế cho phương pháp lăn tay, dù nó có một số đặc tính khác nhau. Công nghệ này thường được sử dụng cho khuôn quá lớn không sử dụng sử dụng phương pháp lăn tay được. Kỹ thuật súng phun giúp quá trình hoàn thiện sản phẩm nhanh hơn, kỹ thuật này cũng có thể được tự động hóa.

Kỹ thuật súng phun có thể sử dụng để sửa chữa hoặc gia cố các bể kim loại ở bên trong hoặc bên ngoài bể bơi và cấu trúc chống ăn mòn. Súng phun có thể làm tấm bảo vệ cho máy móc, bồn tắm, xe tải…

Chế tạo vật liệu composite bằng công nghệ Pulltrusion

Đây là một kỹ thuật được sử dụng để sản xuất các sản phẩm profile composite bằng cách quay sợi qua bộ phận làm ướt nhựa, định hình sợi và đóng rắn. Nguyên liệu được sử dụng là sợi thủy tinh roving kết hợp với nhựa nhiệt rắn ở dạng lỏng. Chẳng hạn như nhựa polyester hoặc nhựa epoxy.

Hiện nay, kỹ thuật pulltrusion được sử dụng rộng rãi ở Nhật Bản, Thụy Sĩ, Vương quốc Anh, Đức… Các sản phẩm của phương pháp này thường ở dạng ống hoặc thanh và được sử dụng trong kỹ thuật, điện và chống ăn mòn.

Công nghệ đúc nén composite – sử dụng áp lực và gia nhiệt

Công nghệ này sử dụng một máy chịu áp lực, có gia nhiệt và khuôn. Phản ứng đông cứng xảy ra dưới sự chịu lực và áp suất nén cùng với việc làm nóng khuôn, làm sao để sản phẩm đóng rắn hoàn toàn.

Công nghệ này có thể áp dụng cho sản xuất quy mô lớn. Sử dụng áp suất nén cao, thích hợp cho việc chế tạo các chi tiết lớn dạng module và cho các sản phẩm nhẵn cả hai mặt. Ở Việt Nam, công nghệ này dường như chưa được áp dụng do cần phải đầu tư nhiều vào thiết bị.

Quy trình quấn sợi tạo ra sản phẩm composite

Quy trình quấn sợi là một quy trình tự động ứng dụng các sợi liên tục, trong đó các sợi composite được quay quanh trục hình trụ để tạo thành hình dạng. Quá trình quấn sợi được sử dụng để tạo ra các sản phẩm rỗng như vỏ động cơ tên lửa, cột lọc composite hoặc ống dẫn. Quy trình quấn sợi này đòi hỏi ít công sức hơn.

Quy trình quấn sợi hoạt động như sau: các sợi sẽ được di chuyển liên tục qua bể nhựa và sau đó quấn vào trục quay. Các sợi quấn được đặt theo một hướng đã được xác định trước, điều này giúp cung cấp độ bền tối đa. Quy trình quấn sợi thường được kết hợp chung với quá trình cắt nhỏ.

Các cuộn dây composite sử dụng các trục thép hoặc nhôm có hình dạng và kích thước phù hợp với từng loại sản phẩm. Công dụng của các trục này là để tạo thành phần rỗng bên trong của bề mặt sản phẩm.

Bài viết trên là toàn bộ thông tin về quá trình và các phương pháp gia công để làm ra một sản phẩm từ chất liệu composite. Mong rằng những thông tin này của Queenpot sẽ giúp ích cho bạn.