I Thiết kế khuôn thiết bị liên quan Quá trình công nghệ RTM bao gồm việc dùng máy hút để hút chuyển nhựa vào khuôn hút hết bọt khí xuất lòng sản phẩm , nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho sản phẩm Do việc tính toán thiết kế bao gồm : +Chọn vật liệu chế tạo khuôn +Tính toán thiết kế đường ống dẫn nhựa hút nhựa + Tính toán thiết kế khuôn bao gồm vị trí đặt ống dẫn ống hút +Tính toán thiết kế máy hút ,việc điều chỉnh áp suất hút phù hợp Lựa chọn vật liệu khuôn Để định chọn lựa vật liệu khuôn ,ta cần quan tâm tới tính chất học ,hóa học vật liệu Việc sử dụng vật liệu mà có khả phản ứng hóa học với nhựa chất xúc tác điều cấm kỵ Ngoài vật liệu phải có khả chống ăn mòn bền mặt lý trình sản xuất sản phẩm Ta phải quan tâm tới tính chất học khuôn khuôn phải đủ cứng vững để chịu lực tác động : lực đóng khuôn ,áp suất nhựa trình bơm ,quá trình di chuyển khuôn , Ngoài vật liệu làm khuôn phải có khả chống lại tác động có trình xử lý khuôn Ví dụ tình cờ làm rơi dụng cụ lên khuôn ,thực bơm nhựa di chuyển khuôn ,… Tỉ trọng vật liệu quan trọng ảnh hưởng tới khối lượng khuôn Với khuôn lớn ,nên tránh lựa chọn vật liệu có tỉ trọng lớn Điều quan trọng việc sử dụng khuôn trình sản xuất tay Quá trình sản xuất … ảnh hưởng đến thời gian gia công ,kích thước dung sai ,độ nhám bề mặt Những vật liệu thường lựa chọn để chế tạo khuôn thép ,nhôm ,sắt đúc ,GFR (Nhựa gia cường sợi thủy tinh ) ,CFR (Nhựa gia cường sợi carbon ) ,sứ Dưới ta đề cập đến vật liệu để đưa nhìn tổng quan việc lựa chọn vật liệu chế tạo khuôn cho chi tiết nắp che động ô tô a)Thép : *Ưu điểm : +Có độ bền lớn +Khi gia công khuôn thép cho dung sai tốt +Bề mặt làm việc tốt +Tương thích với hầu hết loại nhựa *Nhược điểm : + Chi phí cao ,chỉ phù hợp với khuôn loại nhỏ ,hình dáng phức tạp sản xuất với khối lượng lớn + Thép có khối lượng riêng cao so với loại vật liệu khác + Nhiệt độ khuyếc tán thép thấp ,những kênh làm mát gia nhiệt phải gia công thêm nên giá thành khuôn cao b) Nhôm : *Ưu điểm : + Dung sai đạt tốt + Khả dẫn nhiệt tốt + Tương thích với loại nhựa , phải tránh môi trường ẩm ướt để ngăn ngừa ăn mòn + Nhẹ thép sắt đúc c) Sắt : *Ưu điểm : + Độ bền cao ,bề mặt chịu môi trường làm việc khắc nghiệt + Cho dung sai nhỏ gia công + Việc gia công khuôn hkông cần thiết trình đúc đạt mức độ yêu cầu Điều dẫn đến chi phí khuôn giảm *Nhược điểm : + Bề mặt không tốt khuôn nhôm hay thép + Tính dẫn nhiệt ,luôn phải thiết kế thêm kênh dẫn nhiệt + Bề mặt dễ bị khuyết tật môi trường ăn mòn + Khối lượng riêng lớn d)Nhựa gia cường thêm sợi thủy tinh : *Ưu điểm : + Chi phí thấp + Phù hợp với sản xuất với sản lượng thấp Nếu môi trường làm việc chịu nhiệt độ cao áp suất lớn không nên sử dụng vật liệu *Nhược điểm : trình xử lý + Có thể dễ dàng bị hỏng hay trầy xước tác động + Quá trình đóng rắn khó kiểm soát làm cho dung sai sản phẩm lớn + Không chịu nhiệt độ áp suất cao e) Nhựa gia cường thêm sợi carbon : *Ưu điểm : +Cơ tính tốt so với nhựa gia cường sợi thủy tinh +Tuổi thọ làm việc lâu sovới nhựa gia cường sợi thủy tinh +Tương thích hóa học với loại nhựa +Dung sai kích thước tốt *Nhược điểm : + Rất khó để chế tạo chi tiết có hình dáng phức tạp f) Gốm : *Ưu điểm : +Tương thích với chất nhựa dung môi +Có thể làm việc nhiệt độ cao +Chất lượng bề mặt tốt +Có thể gia công với dung sai nhỏ ổn đinh suốt trình gia công *Nhược điểm : +Dễ bị trầy xước va đập +Khó bền chịu va đập Hình cho thấy tính chất lý vật liệu Nhìn vào bảng ta thấy tính vật liệu nhựa gia cường thêm sợi thủy tinh lớn Giá thành vật liệu hoàn toàn không cao Mặt khác ,khuôn có kích thước lớn ,và việc chế tạo sản phẩm không hoàn toàn tự động nên để thuận tiện ,an toàn trình sản xuất ,vật liệu có khối lượng riêng nhẹ thích hợp Vậy vật liệu ta lựa chọn làm khuôn nhựa PEKN gia cường thêm sợi thủy tinh * Steel alloy 1040 ** Alloy 2024 *** Grade G3000 **** E glass fibers-epoxy matrix (Vf = 0.60) ***** High modulus carbon fibers-epoxy matrix ( Vf = 0.60) ****** Graphite (*) Yêu cầu Vf% vật liệu phải tính toán trước thiết kế khuôn Tỉ lệ khối lượng sợi tính sau : Vf = n.ρ ρ' h Vf = Trong : + n số lượng lớp sợi khuôn + ρ :mật độ sợi sợi [kg/m2] + ρ’ :mật độ sợi tre [kg/m3] + h :bề dày tương đối chi tiết [m] Có nhiều loại sợi tre ,mật độ từ kg/m3 đến kg/m3 Việc ứng dụng sợi tre trình làm thực tế khoảng kg/m3 Chi tiết nắp che động có bề dày trung bình h= 50mm=0,05mm Số lớp tre khuôn n = lớp Vậy ta tính tỉ lệ khối lượng sợi Vf= Áp lực chất lỏng bên khoang khuôn bơm nhựa vào phụ thuộc vào nhiều yếu tố độ thẩm thấu vào sợi nhựa ,độ nhớt nhựa ,lưu lượng dòng chảy chất lỏng ,kích thước khoang khuôn Áp lực khuôn thay đổi từ vài kPa đến vài trăm kPa Hầu hết máy hút có khả hút áp suất không đổi Áp lực khuôn bị ảnh hưởng việc rò rỉ khí khuôn ,hở đường ống dẫn Áp lực kẹp khuôn phải có độ lớn tổng áp lực nén sợi áp suất hút nhựa Hệ thống kẹp khuôn đề cập đến Thiết kế đường ống dẫn hút nhựa Để thiết kế đường ống đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cho thuận lợi cho việc tính toán sau ,ta ứng dụng lý thuyết dòng chảy trình RTM +Chất lỏng Newton : Là dung dịch chất lỏng không chứa phần tử lớn kích thước phân tử +Chất lỏng phi Newton :Là dung dịch chứa đáng kể phân tử có kích thước phân tử lớn kích thước phân tử Do dòng chảy nhựa hỗn hợp nhựa PEKN ,Styren chất đóng rắn nên dòng chảy dòng chảy Newton Mặt khác ,trong trình RTM ,do nhựa di chuyển khuôn ,nó thấm vào sợi dòng nhựa chảy khuôn phải tuân theo định luật Dracy : v= K ∇P µ (1) Trong : + v vận tốc dòng chảy nhựa µ + độ nhớt nhựa + K hệ số độ thấm sợi + ∇P Gradient áp suất (Tức P đầu –P đầu vào khuôn ) Để dòng nhựa chảy khuôn tuân theo định luật Dracy dòng nhựa chảy ống dẫn trước vào khuôn phải dòng chảy tầng Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ,dòng chảy tầng phải có hệ số Reynold nhỏ Nếu ta thay đổi chiều dài đường kính đường ống yếu tố dòng chảy thay đổi Quá trình RTM xảy tác động nhiều yếu tố cấu trúc hình học khuôn, thuộc tính sợi (độ chịu thấm sợi ,độ dai sợi,…), tính chất nhựa, … Có nhiều biến số trình RTM áp lực hút ,vị trí số lượng miệng hút , nhiệt độ hút Nhựa chảy đường ống phải dòng chảy tầng hệ số Reynold đóng vai trò quan trọng Ta có công thức tính hệ số Reynold : Re = Trong : + + ρ v ρ v.Dh µ (2) Mật độ chất lỏng nhựa Vận tốc chất lỏng + µ Độ nhớt chất lỏng Dh + Đường kính ống Các khe hở mat nhỏ so với kích thước khuôn độ căng bề mặt bỏ qua, dòng chảy trình mô tả theo định luật dòng chảy Newton : (+) Thiết kế ống dẫn Trong trình RTM đường ống nối từ bình chứa nhựa tới khuôn,nhựa chảy từ bình chứa vào khuôn Để nghiên cứu tác động đường ống tới trình ,ta thiết kế đường ống Hình1 Hình 1: Dạng đường ống Ở hình 2,ta xét hình dạng khác đường ống ,đầu vào chia thành chiều dài 50mm ,100mm ,150mm ,200mm với bán kính 5mm ,8mm ,10mm ,12mm Đoạn chuyển đổi 20mm Đầu chia thành chiều dài 20mm ,60mm với bán kính 3mm ,5mm ,8mm Hình : Mô hình dòng chảy nhựa Để chứng minh cho trình tính toán ,không giảm tổng quát ta chọn chiều dài đoạn đầu vào 50mm với bán kính 5mm ,chiều dài đoạn chuyển đổi 20mm ,chiều dài đầu 20mm với bán kính 3mm Ta tìm hiểu mối quan hệ tốc độ đường ống đầu ,đường kính ống, chiều dài ống tác động tới hệ số Reynold Giả sử mật độ độ nhớt nhựa biết số ρ 1, 2.10−3 = µ = 0,5 g mm3 g mm.s Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn,thể qua phần mềm đồ họa ta thiết lập mối quan hệ đường kính đầu ống tốc độ có Hình Vi Tri Nay Toc Do Nhua Max C' B' A B C A : Vị trí có đường kính 0mm B ,B’ : Vị trí có đường kính 1,5 mm C ,C’ : Vị trí có đường kính 3mm Hình : Mối quan hệ đường kính ống tốc độ dòng chảy Từ mối quan hệ hình ta thấy vị trí 1,5mm tốc độ tối đa 41,939 mm/s Giả sử vận tốc dòng chảy đạt giá trị lớn vận tốc dòng chảy vị trí có bán kính 3mm ,ta thay vào phương trình (2) để tính hệ số Reynold cho phù hợp trình RTM Tốc độ dòng chảy tỉ lệ đường kính ống dẫn có mối quan hệ hình vẽ Quan hệ chúng theo hàm số : Y = -0,47953 + 25,61355 X Hình : Quan hệ tốc độ dòng chảy với tỉ lệ đường kính đầu vào ống/đầu ống Với thay đổi tỉ lệ đường kính đầu vào đường kính đầu ,tốc độ dòng chảy thay đổi theo Từ kết tốc độ nhựa đầu vào đầu phải tỉ lệ với đường kính ống đầu vào đầu mà với chiều dài ống Giả sử tốc độ nhựa đầu vào kiểu dáng ,kích thước đường ống số mà đường kính đầu 6mm ,10mm ,15mm ta có mối liên hệ tốc độ dòng chảy nhựa đầu hệ số Reynold hình vẽ Hình 5: Quan hệ tốc độ đầu hệ số Reynold Quan hệ chúng sau : + 6mm : Y = 2,85239 10^-6 + 0,00144 X + 10mm : Y = -1,05055 10^– + 0,0024 X + 16mm : Y = 7,97777 10^– + 0,00384 X Theo công thức hệ số Reynold nhỏ Bằng cách ta dễ dàng thay đổi ống dẫn nhựa cho thí nghiệm khác để điều khiển tốc độ dòng chảy nhựa tốt KẾT LUẬN : Trong trình RTM ,nhựa chảy ống dẫn phải phù hợp với hệ số Reynold ( Re1 + Đường kính đầu (b) 10mm tốc độ phải giới hạn từ 0420mm/s + Đường kính đầu (b) 16mm tốc độ phải giới hạn từ 0260mm/s Chọn ống dẫn có đường kính 10mm điều chỉnh tốc độ hút bơm chân không khoảng 400 mm/s Tính toán thiết kế khuôn : Chi tiết : Nắp che động ô tô Bản vẽ chi tiết : 210 80 B B 250 A C 40 130 100 60 C 200 180 A 180 cụm lại nhóm sợi ,tạo độ xốp bó (chính lỗ hổng tồn nhóm sợi ) làm cho dòng chảy nhựa chảy vào Các giai đoạn thấm ướt bó sợi tác dụng sức căng bề mặt nhựa Quá trình thấm ướt diễn tới trạng thái cân thời điểm t5 Để thấm ướt tiếp tực xảy bề mặt dòng chảy phải mở rộng ,nghĩa phải tăng thêm áp suất thời điểm t6 Như hình vẽ : Như nói trên,dòng chảy dừng lại đạt trạng thái cân Có trường hợp mà trạng thái cân xảy thấm ướt sợi lại không hoàn toàn Để thấm ướt xảy hoàn toàn bề mặt chất lỏng phải tiếp xúc với sợi trước đạt trạng thái cân Có mối liên hệ góc tiếp xúc nhựa khoảng cách sợi với sợi Xét nhóm sợi đồng ,sự phụ thuộc khoảng cách sợi với sợi vào Vf% tính toán dự đoán theo hình Hình Đối với cụm sợi tạo thành hình lục giác hình ,việc thấm ướt tự xảy mà không cần đến áp suất.Ở vị trí có mật độ nhựa cao không cần tác động thêm áp lực để đạt thấm ướt hoàn toàn Vf% phụ thuộc vào goc tiếp xúc A Với A = , Vf% = 68% Với A = 10 , Vf = 69,2% Với A =20 , Vf = 72,2% Với A =30 , Vf = 78,2% Hình Hầu hết nhựa có A nằm khoảng 10-20 nên nhóm sợi chắn có Vf % nằm khoảng Áp lực thấm ướt theo hướng sợi tăng lên theo tỉ lệ thể tích Sự thẩm thấu theo ước tính cảu Kozeny- Carman giảm nhanh chóng Do tổng mức dòng chảy thấm ướt giảm Vf% tăng lên (Hình 8): Hình Giả định việc thấm ướt sợi kéo theo việc xuất áp lực làm tăng hoàn toàn dòng chảy xuyên tâm Thực tế tồn áp lực tác động theo chiều dọc tương tự tượng mao mạch gia tăng ống Áp lực tính theo công thức : P= 2Y cos AVf % r (1 − Vf %) Với loại nhựa epoxy có sức căng bề mặt khoảng 40Dynes/cm góc tiếp xúc A khoảng 18° Điều dẫn đến áp lực dọc xuất trình thấm ướt vào khoảng 14 Kpa (2psi) 40Vf% 40Kpa (5,8psi) 65Vf% Áp lực Vf% khác thể hình Những áp lực không cao chúng tồn vượt áp lực cần thiết vùng ẩm ướt Mặt khác việc ngăn cản dòng chảy tăng lên Vf % tăng ,như việc thấm ướt thúc đẩy dòng chảy dọc vùng Vf% cao nhanh vùng có Vf% thấp Quan sát phần tinh cho thấy xếp vi sợi cso thể khác từ điểm tới điểm Do dòng chảy nhựa làm thấm ướt sợi thấm ướt theo hướng hướng tâm theo chiều dọc sợi Hình 9: Hình Ngoài có vài xu hướng lèn chặt sợi với làm cho việc thấm ướt diễn dọc theo trục sợi theo chiều hướng tâm sợi Hình 10 cho thấy phần nhóm sợi (Vf% =50%) ,một tác dụng sức căng bề mặt làm cho sợi có xu hướng kéo Điều dễ dàng kiểm nghiệm thực tế cách nhúng sợi gia cường vào chất lỏng để thấm ướt Khi nhựa thực trình tiếp xúc với sợi bắt đầu thấm ướt ,trên mặt cong bề mặt sợi xuất lực có xu hướng kéo sợi lại gần hình vẽ Kết hợp với kinh nghiệm tính toán mục ,ta điều chỉnh mức áp lực hút máy bơm chân không vào khoảng … II Chế Tạo Khuôn nua khuon tren nua khuon duoi A A A -A Tính Toán Chế Tạo Khuôn 1.Yêu Cầu Do khuôn ép có tác dụng tạo bề mặt định hình cho sản phẩm nên khuôn phải cứng vững ,phần tăng độ cứng vững gọi thân khuôn Khuôn ép cần phải chế tạo để tránh độ cong vênh bắt vít góc ,với sản phẩm cần tính xác cao yêu cầu đặc biệt quan trọng Chi tiết nắp chắn cho động ô tô yêu cầu cao tính xác Cấu tạo tính toán khuôn Khuôn ép vật liệu composite –do chủ yếu dùng cho phương pháp ép nguội nên gọi khuôn ép nguội Tùy thuộc vào hình dạng cấu tạo sản phẩm mà sử dụng cho sản xuất hàng loạt nhỏ vừa (khoảng vài trăm sản phẩm ) Một khuôn ép nguội bao gồm : 2.1 Bề mặt khuôn Lớp bề mặt lớp làm việc khuôn nên phải thực làm bề mặt thật cẩn thận Do khuôn dùng để ép hút chân không nên trình làm việc ,bề mặt tiếp xúc trực tiếp với Styren có nhựa Vì ,để làm việc lâu dài ,lớp bề mặt cần chống lại tác dụng styren nhiệt độ 80°C có độ dày phù hợp Bề mặt khuôn có độ dày phù hợp 0,4-0,7 mm làm từ nhựa UP … Để tăng độ quánh nhựa UP người ta thêm chất độn , không cần cho chất độn để giảm độ co ngót cải thiện tính dẫn nhiệt ta thường trộn thêm bột sắt bột đồng +Bột sắt : đường kính hạt – μm ,tỷ lệ so với nhựa 10 % +Bột đồng :đường kính hạt - 7μm ,tỷ lệ so với nhựa 75% Ta chọn bề mặt khuôn có độ dày 0,5mm dùng bột sắt có đường kính hạt 0,3μm (vì tiết kiệm chi phí bột đồng ) 2.2 Lớp gia cường Bao gồm :+Lớp lớp lụa thủy tinh ,khối lượng riêng 225 g/m2 ,có chức tăng mối liên kết lớp bề mặt lớp vải +Dưới lớp lụa thủy tinh mat thủy tinh định hướng ,khối lượng riêng 450g/m2 (hình vẽ) +Liên kết toàn lớp với nhựa nhiệt rắn PEKN Tiến hành : Đặt mat thủy tinh lên bề mặt tạo khuôn ,quét lớp nhựa PEKN lên mat sau đặt lên ,dùng lăn để lăn qua lăn lại cho mat tiếp xúc nhựa với Tiếp tục lớp cuối tùy thuộc vào chiều dày yêu cầu khuôn Cuối đặt lụa thủy tinh lên tiếp tục lăn ép cho Sau chờ nhựa đóng rắn Phương pháp gọi lăn ép tay (hand-lay-up) dùng trình chế tạo sản phẩm đề cập Chiều dày lớp gia cường thường từ 5mm -8mm tùy thuộc vào kích thước khuôn Bao gồm lớp vải thủy tinh xếp đè lên Giữa mat thủy tinh ,ta quét lớp nhựa nhiệt rắn để liên kết với Sau lần đặt mat thủy tinh lên ,ta thực thao tác lăn ép tay (dùng lăn để lăn qua lăn lại bề mặt mat ) Ta chọn mat thủy tinh có kích thước 30×30×1,5 mm ,khối lượng riêng 450g/m2 Tấm lụa thủy tinh có kích thước 1500×1500×1 mm ,khối lượng riêng 225g/m2 Nhựa nhiệt rắn PEKN có thành phần : 2.3 Phần thân khuôn Phần thường có kích thước lớn nặng có nhiệm vụ giữ vững tăng độ cứng vững cho khuôn trình lăn ép tay hay di chuyển khuôn ,v.v Đây phần đổ bê tông nhựa Để cho độ co ngót nhỏ ,ngừoi ta dùng bê tông nhựa EP Bê tông nhựa trường hợp dùng cát khô ,kích thước hạt 1÷3mm ,tỷ lệ 500÷600 phần cát ,100phần nhựa EP Để đảm bảo tính cứng vững cho phần ,yêu cầu đổ bê tông phải lèn chặt ,không có bọt khí ,vết nứt ,độ lồi lõm khuyết tật Một khuôn ép nguội tùy thuộc vào kích thước chúng cần có kết cấu vững ,có đai đai hình vẽ : Ta chọn tỷ lệ phần cát/phần nhựa 550/100 Khi sản xuất sản phẩm có bề dày thành mỏng ,thường phải nung nóng khuôn ép nguội trình đồng trùng hợp ,nhiệt tỏa không đủ muốn đóng rắn nhanh (vì sản xuất đòi hỏi trình đóng rắn phải nhanh để đạt suất cao ) Vì để chu kỳ ép nhỏ người ta thiết kế khuôn theo kiểu đặt lên bàn máy gia nhiệt cho Với khuôn có chiều dày thành khoảng 2mm nửa khuôn thường phẳng để thuận tiện cho việc gia nhiệt từ bên Do khuôn để chế tạo sản phẩm nắp che động ô tô có kích thước lớn nên bề dày khuôn dày ,nên việc thiết kế khuôn phẳng không hợp lý không đảm bảo tính cứng vững cho khuôn ,do khuôn phải đổ bê tông Như việc gia nhiệt cho trình đóng rắn khác với khuôn mỏng Quá trình gia nhiệt cho khuôn thực qua máy sấy (sẽ đề cập tới ) Chế Tạo Khuôn Để chế tạo khuôn hoàn chỉnh cần phải có mẫu vật hoàn thiện ,có đầy đủ kích cỡ sản phẩm sản xuất Chất lượng khuôn phụ thuộc vào chất lượng mẫu vật Do yêu cầu khuyết tật mẫu vật H h Hình vẽ cho thấy phần vật mẫu làm nhựa gỗ Từ hình dáng mẫu vật cho ta hình dạng thật khuôn 3.1 Chế tạo nửa khuôn 1100 Hình vẽ :Nửa khuôn 35 20 50 Như vật mẫu có hình dạng kích thước hình vẽ : 1110 35 Be Mat Khuon 50 (3) (4) (6) Cac tam vat mau Đầu tiên ta đặt mat thủy tinh lên toàn bề mặt khuộn ,thực lăn ép tay khắp bề mặt Sau thực đổ bê tông cho riêng phần chân đế Đổ bê tông xong , ta tiếp tục đặt mat thủy tinh lên lòng mẫu vật ,quét nhựa lên bề mặt lại lăn ép tay Tiếp tục đặt mat thủy tinh lên ,quét nhựa thực lăn ép độ dày khuôn đạt 5mm Đặt lớp lụa thủy tinh lên mat thủy tinh cuối Sau quét lớp mịn lên để tạo bề mặt cho lòng khuôn Chờ đến nhựa đóng rắn tháo khuôn 3.2 Chế tạo nửa khuôn 20 (5) (1) (2) Nửa khuôn có chức định hình bề mặt sản phẩm ép chặt với lòng khuôn để tạo thành khuôn kín hút chân không Chế tạo khuôn tương tự chế tạo khuôn Do nửa khuôn có chân đổ bê tông nên nửa khuôn không cần đổ bê tông Điểm đặc biệt nửa khuôn trên bề mặt nửa khuôn có đường rãnh lõm hai chỏm lồi lên phần khuôn Phần gần mép khuôn có đường lồi nhỏ 20 20 210 46 115 20 1140 Duong loi lên xung quanh mat lam viec 56 Hình chiếu đứng nửa khuôn 210 10 15 Vat Mau 46 115 1140 56 15 Chế tạo nửa khuôn ,ta tạo vật mẫu tương tự hình dạng sản phẩm Hình vẽ mẫu vật nửa khuôn Thực việc đặt mat thủy tinh lên ,quét nhựa khắp bề mặt dùng lăn để lăn ép Trên mặt làm việc có đường viền lồi lên ,ta cắt mat thủy tinh có kích thước nhỏ đường viền chừng 2-3 mm đặt lên lớp mat thủy tinh vị trí phù hợp với yêu cầu khuôn Lớp quét lớp mịn để tạo bề mặt cho nửa khuôn Xong chờ đóng rắn tháo khuôn Tháo khuôn xong ,ta thực bước khoan lỗ đặt ống hút có đường kính 10mm vị trí tính toán QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO NẮP CHE ĐỘNG CƠ Ô TÔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP RTM 1.Các vật liệu thường dùng Việc sử dụng sợi tre cho trình chế tạo đề cập đến với tính tính chất cần thiết Sợi tre bung thành sợi từ đoạn tre ngắn ,trỉa qua trình tách sợi ,sấy khô gắn kết tạo thành mat tre hình vẽ( có dạng gần giống sợi ) 2.Các bước tiến hành : Bước 1: Chuẩn bị khuôn vật liệu Bước 2: Tạo túi chân không khuôn vào Bước : Chuẩn bị nhựa máy hút Bước : Tẩm nhựa thực lăn ép tay Bước : Hút chân không Ta sâu vào bước cụ thể : Bước 1: Chuẩn bị khuôn Khuôn làm kim loại vật liệu composite gỗ ép (gỗ ép trộn với nhựa vinyl sản xuất ).Khuôn kim loại thường nhôm có tác dụng dẫn nhiệt tốt trình tiến hành Bề mặt khuôn bôi chất chống dính để sau đóng rắn dễ dàng tháo chi tiết khỏi khuôn Hoặc dùng màng mỏng ngăn cách mặt khuôn với chi tiết Vật liệu chế tạo bao gồm mat sợi tre nhựa PEKN Chi tiết nắp che động ô tô có chức che chắn phần động cơ, giúp ngăn cách động với chi tiết khác ô tô ,che chắn cho động khỏi bị ảnh hưởng tác nhân bên tránh nước hay vật dụng rơi vào Vật liệu chế tạo chi tiết composite ,vừa nhẹ để làm giảm tổng khối lượng ô tô ,vừa thuận tiện cho việc sử dụng sau mà đảm bảo độ bền cần thiết chi tiết Vì trình chế tạo chi tiết không cần gia nhiệt nên vật liệu làm khuôn composite Sau trình lăn ép tay khuôn ,ta đặt khuôn lên dùng đai ốc M6 bắt chặt vào góc khuôn thực trình VARTM Kích thước chi tiết hình Kích thước khuôn hình Bước Túi chân không túi nhựa tương đối dày kín Bước : Nhựa PEKN ,máy hút chân thông số : Điều chỉnh máy hút áp lực hút m/s để tốc độ đầu hút vào khoảng 400 Bước Quá trình lăn ép : Đặt mat vào khuôn , quét nhựa lên lên Dùng nilon dày đặt lên thực lăn ép tay Khi lăn ép xong tiếp tục đặt mat lên thực tương tự tới số lượng mat đủ mức cần thiết so với tính toán Bước Lắp ghép hệ thống ống dẫn nhựa ống hút chân không vào vị trí theo tính toán thực hút Quá trình đóng rắn gia nhiệt cho khuôn Quá trình đóng rắn bắt đầu thời điểm mà nhiều thành phần khác nhựa pha trộn (Điều không nhựa PE sử dụng cấc chất ức chế để trì hoãn khởi đầu đóng rắn chất đóng rắn sử dụng hết PE bắt đầu đóng rắn nhiệt độ ban đầu Khi hỗn hợp nhựa trộn hợp hiệu đáng ý có thay đổi độ nhớt thấy rõ phụ thuộc tốc độ đóng rắn vào nhiệt độ Thậm chí cần thay đổi nhỏ nhiệt độ cho thay đổi lướn độ nhớt kéo theo thay đổi tốc độ đóng rắn Hình : Đồ thị biểu diễn độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ n = n0 e − a (T −T0 ) Công thức : Trong n0 độ nhớt nhiệt độ T số Nếu a =0,04 (1/°C) (tiêu biểu nhựa PE) điều nghĩa độ nhớt rơi vào khoảng + 33% nhiệt độ 10°C + 56% nhiệt độ 20°C +70% nhiệt độ 30°C Kết rõ ràng công thức nhựa lạnh mà bơm vào khuôn nóng (hay nói chung nhiệt độ nhựa khuôn tương đối khác ) cho việc sử dụng độ nhớt nhựa mô hình dòng chảy khuôn Thêm vào phản ứng đóng rắn bắt đầu trình hút nhựa hút vào khuôn độ nhớt nhựa tiếp tục thay đổi vào khuôn Thời gian ngắn sau nhiệt tỏa trình đóng rắn tăng lên ,dẫn đến nhiệt độ nhựa tăng lên ,nhiệt độ tăng kéo theo độ nhớt tăng Hai trình tác động qua lại với ,nghĩa bắt đầu đóng rắn độ nhớt nhiệt độ tăng Với hầu hết công nghệ RTM tiên tiến ,tốc độ hút chân không chậm để đảm bảo thời điểm khuôn,người ta trì nhiệt độ sợi nhựa Điều quan trọng lý thuyết dòng chảy nhựa khuôn ,do áp dụng lý thuyết dễ dàng thay đổi thông số tính toán cho phù hợp với yêu cầu đặt Ta gia nhiệt cho khuôn thêm 30° để tăng tốc độ đóng rắn nhựa ,điều làm cho suất tăng lên Việc gia nhiệt thực cách đưa toàn khuôn sau thực hiẹn RTM xong qua bàn gia nhiệt Bàn chạy qua đường cống gia nhiệt Đường có chiều dài 2m ,chiều cao vòm 1m ,tốc độ chạy 2m/phút [...]... khuôn Lớp trên cùng thì quét lớp mịn để tạo bề mặt cho nửa khuôn trên Xong thì chờ đóng rắn và tháo khuôn ra Tháo khuôn xong ,ta thực hiện bước khoan những lỗ đặt ống hút có đường kính 10mm ở những vị trí đã được tính toán ở trên QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO NẮP CHE ĐỘNG CƠ Ô TÔ BẰNG PHƯƠNG PHÁP RTM 1.Các vật liệu thường dùng Việc sử dụng sợi tre cho quá trình chế tạo được đề cập đến ở trên với những... liệu chế tạo : +Như đã nói ở trên ,việc dần thay thế sợi thủy tinh bằng sợi thực vật là xu hướng tất yếu trong những năm tới Vì thế chi tiết được làm từ nhự PEKN được gia cường thêm bằng sợi tre Lựa chọn phương pháp : + Phương pháp RTM là phương pháp đơn giản ,dể làm ,chi phí thấp nên đã được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới,nhưng còn khá mới mẻ ở Việt Nam Do đó việc nghiên cứu và phát triển công nghệ. .. cơ ô tô có chức năng che chắn phần trên của động cơ, giúp ngăn cách động cơ với những chi tiết khác trong ô tô ,che chắn cho động cơ khỏi bị ảnh hưởng bởi những tác nhân bên ngoài như tránh nước hay những vật dụng rơi vào Vật liệu chế tạo chi tiết là composite ,vừa nhẹ để làm giảm tổng khối lượng của ô tô ,vừa thuận tiện cho việc sử dụng sau này mà vẫn đảm bảo độ bền cần thiết của chi tiết Vì quá trình. .. để chế tạo sản phẩm nắp che động cơ ô tô có kích thước lớn nên bề dày của khuôn cũng khá dày ,nên việc thiết kế khuôn bằng phẳng là không hợp lý vì không đảm bảo tính cứng vững cho khuôn ,do đó khuôn dưới phải được đổ bê tông Như vậy việc gia nhiệt cho quá trình đóng rắn cũng sẽ khác với khuôn mỏng Quá trình gia nhiệt cho khuôn được thực hiện qua máy sấy (sẽ đề cập tới ở dưới ) 3 Chế Tạo Khuôn Để chế. .. quan tâm ở nước ta Chi tiết nắp che động cơ ô tô không đòi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao như những chi tiết khác trong xe ô tô như các chi tiết nội ,ngoại thất ,nên việc sử dụng công nghệ RTM để chế tạo chi tiết là có thể thực hiện được Lựa chọn vật liệu khuôn : +Có hai loại vật liệu làm khuôn : khuôn kim loại và khuôn composite Chi tiết có kích thước khá lớn ,việc chế tạo khuôn bằng kim loại đòi hỏi chi... Toán Chế Tạo Khuôn 1.Yêu Cầu Do khuôn ép có tác dụng tạo bề mặt định hình cho sản phẩm nên khuôn phải cứng vững ,phần tăng độ cứng vững đó được gọi là thân khuôn Khuôn ép cần phải chế tạo để tránh độ cong vênh khi bắt vít 4 góc ,với những sản phẩm cần tính chính xác cao thì yêu cầu này đặc biệt quan trọng Chi tiết nắp chắn cho động cơ ô tô không có yêu cầu cao về tính chính xác 2 Cấu tạo và tính toán... 5 C-C Tính năng của sản phẩm : + Che cho động cơ ô tô tránh khỏi những tác động bên ngoài như nước hay những vật ở bên ngoài Yêu cầu của sản phẩm : + Chi tiết không chịu tác động thường xuyên của ngoại lực nên độ cứng vững của chi tiết không đòi hỏi cao + Do che chắn cho động cơ nên chi tiết thường xuyên tiếp xúc với môi trường có xăng dầu và nhiệt độ cao do động cơ tỏa ra,vì vậy bề mặt của chi tiết... hoặc bằng gỗ ép (gỗ ép này được trộn với nhựa vinyl khi sản xuất ).Khuôn bằng kim loại thường là nhôm có tác dụng dẫn nhiệt tốt trong quá trình tiến hành Bề mặt trong khuôn được bôi chất chống dính để sau khi đóng rắn dễ dàng tháo chi tiết ra khỏi khuôn Hoặc dùng một tấm màng mỏng ngăn cách mặt trong khuôn với chi tiết Vật liệu chế tạo bao gồm các tấm mat bằng sợi tre và nhựa PEKN Chi tiết nắp che động. .. mat thủy tinh cuối Sau cùng là quét một lớp mịn lên trên để tạo bề mặt cho lòng khuôn dưới Chờ đến khi nhựa đóng rắn thì tháo khuôn 3.2 Chế tạo nửa khuôn trên 20 (5) (1) (2) Nửa khuôn trên có chức năng định hình bề mặt sản phẩm và ép chặt với lòng khuôn dưới để tạo thành khuôn kín hút chân không Chế tạo khuôn dưới cũng tương tự như chế tạo khuôn trên Do nửa khuôn dưới có chân đổ bê tông rồi nên nửa... loại đòi hỏi chi phí về vật liệu và chi phí gia công cao Trong khi việc chế tạo khuôn bằng composite khá đơn giản mà chi phí lại bình thường.Khuôn được sử dụng nhiều lần nên phải đảm bảo độ bền theo thời gian Vì cơ tính rất tốt của sợi thủy tinh nên ta chọn vật liệu là nhựa PEKN được gia cường thêm bằng sợi thủy tinh Yêu cầu kỹ thuật của khuôn : +Từ hình dáng thiết kế của chi tiết ,khuôn phải đáp ứng