TỔNG QUAN
Tổng quan chung về hướng nghiên cứu
Vật liệu composite đã đánh dấu một cuộc cách mạng trong ngành vật liệu, thay thế cho các vật liệu truyền thống và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp tiên tiến Hiện nay, composite polymer được sử dụng để chế tạo nhiều chi tiết và linh kiện ô tô nhờ vào những ưu điểm như giảm trọng lượng, tiết kiệm nhiên liệu, tăng khả năng chịu ăn mòn, giảm rung và tiếng ồn Ngành hàng không vũ trụ ứng dụng vật liệu này trong việc sản xuất cánh và mũi máy bay Trong ngành điện tử, composite được sử dụng để sản xuất các chi tiết và bảng mạch Ngoài ra, vật liệu này còn được áp dụng trong ngành công nghiệp đóng tàu, y tế (như chân tay giả, răng giả), thể thao (gậy golf, vợt tennis), cùng với nhiều lĩnh vực dân dụng khác trong nền kinh tế quốc dân.
Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ khuôn mẫu và ngành công nghệ ép phun đã cho phép sản xuất các sản phẩm nhựa với cấu trúc phức tạp và kích thước nhỏ Công nghệ này thích ứng tốt với nhiều loại sản phẩm, có năng suất cao và dễ dàng tự động hóa Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm, cần chú ý đến các yếu tố như thuộc tính vật liệu nhựa, kết cấu khuôn và thông số phun ép, trong đó thông số phun ép đóng vai trò quan trọng Một bộ thông số tối ưu sẽ giúp sản phẩm đạt chất lượng tốt và năng suất cao Ngoài ra, sản phẩm từ vật liệu composite thường kém bền theo thời gian, đặc biệt trong các lĩnh vực như hàng hải và công nghiệp hóa chất Để giải quyết các vấn đề này, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền kéo của vật liệu composite.”
2 trường kiềm” để tìm ra sự ảnh hưởng của các thông số phun ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu composite.
Tình hình nghiên cứu
1.2.1 Trong nước Ở nước ta, trong những năm gần đây vật liệu composite cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm Một số nghiên cứu gần đây về vật liệu PC trong nước như:
Đề tài nghiên cứu của TS Nguyễn Nhật Trinh tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của các thông số chế tạo đến độ bền của vật liệu polymer composite gia cường bằng vải polyester, dựa trên nhựa phenolfomandehit Các thông số công nghệ như nhiệt độ, lực ép và tỷ lệ vải nhựa nền được xem xét để đánh giá độ bền cơ học của vật liệu Vải kỹ thuật được sử dụng là loại vải dệt thoi do công ty Hualon Việt Nam sản xuất, với nguyên liệu 100% xơ polyester philamang (PET) Nhựa phenolfomandehit (PF) dạng novolac được cung cấp bởi Viện hóa trung tâm ứng dụng Khoa học Kỹ thuật quân sự Thí nghiệm ngâm mẫu PC trong nước, dung dịch NaOH 10% và HCl 10% ở nhiệt độ phòng trong các khoảng thời gian khác nhau cho thấy, sau 120 ngày ngâm, độ bền kéo của PC giảm 13% trong nước, 50% trong môi trường kiềm và 27% trong môi trường axit.
PGS.TS Trần Văn Chứ và TS Quách Văn Thiêm đã nghiên cứu việc sử dụng các phụ gia nhằm làm chậm quá trình lão hóa của nhựa polypropylen Moplen RP348N Các phụ gia được sử dụng bao gồm bột gỗ cao su, Scona TPPP, chất hấp thụ tia cực tím TINUVIN 1130, phụ gia bôi trơn BYK Kometra GmbH và chất làm chậm oxy hóa IRGANOX B215 Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các chất lão hóa này có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất của vật liệu.
- Mối quan hệ giữa chất làm chậm quá trình lão hóa với độ bền kéo:
- Mối quan hện giữa chất làm chậm quá trình lão hóa với độ bền uốn:
Độ bền kéo và độ bền uốn của vật liệu phụ thuộc vào hàm lượng phụ gia chống lão hóa Khi tỷ lệ phụ gia thay đổi, độ bền cũng sẽ thay đổi, và tỷ lệ phụ gia càng cao thì độ bền càng giảm.
TS Nguyễn Minh Hùng và TS Hoàng Việt đã thực hiện nghiên cứu với đề tài “Nghiên cứu xác định thông số công nghệ tạo composite từ sợi xơ dừa với chất nền là keo Ure Formaldehyde” Nghiên cứu tập trung vào mối quan hệ giữa nhiệt độ, áp suất ép và lượng keo Ure Formaldehyde ảnh hưởng đến chất lượng composite từ sợi xơ dừa có chiều dài 1,5 – 2,0 cm Kết quả cho thấy, để tạo ra vật liệu composite đạt tiêu chuẩn với khối lượng thể tích 760 g/cm³, độ bền uốn tĩnh 140 kg/cm², độ bền kéo vuông góc 3,5 kg/cm² và độ trương nở chiều dày 12%, cần áp dụng các thông số công nghệ cụ thể trong quá trình sản xuất.
Tỷ lệ chất nền 12,7%; nhiệt độ ép 190 0 C, thời gian ép 0,52 phút/mm, chiều dày và áp lực ép 1,85 MPa
PGS.TS Nguyễn Võ Thông, TS Nguyễn Thế Hùng và ThS Bùi Thị Thu Phương đã tiến hành nghiên cứu tối ưu hóa các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến ứng suất kéo của thanh cốt composite polymer, bao gồm tỷ lệ chất đóng rắn, tốc độ kéo sợi thủy tinh và nhiệt độ đóng rắn Vật liệu nghiên cứu bao gồm sợi thủy tinh E – Glass, nhựa Epoxy và chất đóng rắn Kết quả nghiên cứu cho thấy, qua phương pháp quy hoạch thực nghiệm, các giá trị tối ưu cho quy trình chế tạo thanh cốt composite polymer là tỷ lệ chất đóng rắn 10,5%, tốc độ kéo sợi thủy tinh 0,46 m/phút và nhiệt độ đóng rắn 112,5°C Các thanh cốt composite polymer chế tạo được đạt ứng suất kéo 553,1 N/mm², lớn hơn 1,5 lần so với thép CB240 – T cùng đường kính.
Vật liệu composite, với lịch sử phát triển phong phú, đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu khoa học trên toàn cầu Nhiều quốc gia đã thành công trong việc nghiên cứu và ứng dụng vật liệu này, cho thấy tiềm năng và lợi ích to lớn của nó trong các lĩnh vực khác nhau.
Để cải thiện chất lượng sản phẩm, nghiên cứu không chỉ tập trung vào việc pha trộn hai thành phần chính là nền và cốt mà còn xem xét quy trình phun ép Đề tài “A 3D study on the effect of gate location on the cooling of polymer by injection molding” của Hamdy Hassan, Nicolas Regnier và Guy Defaye đã nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí cổng làm mát đến năng suất và chất lượng sản phẩm trong quá trình ép phun Nghiên cứu được thực hiện trên các khoang khuôn có hình dạng khác nhau như hình tròn, hình chữ nhật và hình vuông Kết quả cho thấy, với cùng một diện tích mặt cắt ngang và vận tốc nước làm mát, các kênh làm mát hình chữ nhật có thời gian làm nguội ngắn nhất Hơn nữa, khi các kênh làm mát được thiết kế gần bề mặt sản phẩm, hiệu quả làm mát sẽ tăng lên.
Nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền kéo của vật liệu composite ABS cốt sợi ngắn thủy tinh và hạt thủy tinh đã chỉ ra rằng độ bền kéo và mô đun đàn hồi tăng tuyến tính khi tỷ lệ sợi thủy tinh gia tăng trong khoảng nhiệt độ từ 25 đến 100 độ C Tuy nhiên, cả độ bền kéo và mô đun đàn hồi đều giảm tuyến tính theo tỷ lệ cốt sợi thủy tinh khi nhiệt độ tăng Nghiên cứu này được thực hiện bởi S Hashemi tại London Metropolitan Polymer Centre, London Metropolitan University, UK, nhằm tối ưu hóa hiệu quả sử dụng sản phẩm và đưa ra khuyến cáo cho việc khai thác hiệu quả nhất.
Mục tiêu nghiên cứu và nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích tác động của các thông số phun ép như nhiệt độ nóng chảy, áp suất tiêm, áp suất đóng gói, thời gian tiêm và thời gian đóng gói đến độ bền kéo của vật liệu composite Ngoài ra, nghiên cứu cũng xem xét ảnh hưởng của các nồng độ kiềm trong các khoảng thời gian khác nhau đến tính chất cơ học của vật liệu.
Nghiên cứu quy luật ảnh hưởng của các thông số phun ép và nồng độ kiềm là cần thiết để cải thiện độ bền kéo của vật liệu composite, từ đó nâng cao chất lượng và năng suất sản phẩm.
- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết vềvật liệu composite và hệ thống ép phun trong khuôn phun ép
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của các thông số phun ép và nồng độ kiềm trong những khoảng thời gian khác nhau đến độ bền kéo của vật liệu PA6 30% GF Kết quả sẽ giúp hiểu rõ hơn về sự tương tác giữa các yếu tố này và khả năng cải thiện tính chất cơ học của vật liệu.
Thống kê thực nghiệm được thực hiện nhằm phân tích và xử lý kết quả, từ đó xác định quy luật ảnh hưởng của các thông số phun ép và nồng độ kiềm trong các khoảng thời gian khác nhau đến độ bền kéo của vật liệu composite.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu bao gồm phân tích, so sánh, hệ thống hóa và khái quát hóa các tài liệu liên quan đến vật liệu composite, đặc biệt là vật liệu composite cốt sợi ngắn thủy tinh, cùng với hệ thống khuôn phun ép và nồng độ dung dịch kiềm.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm việc chế tạo mẫu thử từ vật liệu composite với các thông số ép phun khác nhau Sau đó, các mẫu thử được ngâm trong dung dịch kiềm với các nồng độ và khoảng thời gian khác nhau để đánh giá hiệu quả.
Phương pháp thống kê và phân tích so sánh được áp dụng để đánh giá kết quả, qua đó sử dụng phần mềm để vẽ đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của thông số phun ép và nồng độ kiềm đến độ bền kéo của vật liệu composite cốt sợi ngắn thủy tinh.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu: Vật liệu composite cốt sợi ngắn thủy tinh: PA6 - 30GF Phạm vi nghiên cứu đƣợc giới hạn với các thông số ép phun:Melt temp,
Injection pressure, Packing pressure, Injectiontime,Packing time Dung dịch kiềm NaOH với ba nồng độ pH = 7; pH = 8; pH = 12,5 ngâm trong các khoảng thời gian
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của các thông số phun ép và môi trường kiềm đến độ bền kéo của vật liệu composite Kết quả sẽ giúp xác định độ bền kéo của composite cốt sợi ngắn thủy tinh khi thay đổi các thông số phun ép và nồng độ pH trong môi trường kiềm, từ đó ứng dụng vào thực tiễn sản xuất và cải thiện chất lượng vật liệu.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Cơ sở lý thuyết vật liệu composite
Vật liệu composite là sự kết hợp của hai hoặc nhiều loại vật liệu khác nhau, tạo ra một sản phẩm mới với những tính chất vượt trội hơn hẳn so với từng loại vật liệu riêng lẻ.
Vật liệu composite được cấu tạo từ một hoặc nhiều pha gián đoạn phân bố đồng đều trong một pha nền liên tục Khi vật liệu chứa nhiều pha gián đoạn, nó được gọi là composite hỗn tạp Pha gián đoạn thường mang tính chất vượt trội so với pha liên tục.
Pha liên tục gọi là nền (matrice) Pha gián đoạn gọi là cốt, chất độn hay vật liệu gia cường (reinforce)
2.1.2Cấu tạo vật liệu composite
2.1.2.1 Thành phần cốt Đóng vai trò là chất chịu ứng suất tập trung vì cốt thường có tính chất cơ lý cao hơn nhựa Người ta đánh giá cốt dựa trên các đặc điểm sau: Tính gia cường cơ học; tính kháng hóa chất, nhiệt độ, môi trường; phân tán vào nhựa tốt; truyền nhiệt, giải nhiệt tốt; thuận lợi cho quá trình gia công, trọng lƣợng nhẹ, giá thành hạ
Trong lĩnh vực vật liệu, cốt được phân loại theo hình dạng với ba dạng cơ bản: cốt hóa 1 chiều, cốt hóa 2 chiều và cốt hóa 3 chiều Việc lựa chọn loại vật liệu cốt phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng loại sản phẩm Sơ đồ phân loại cốt cho thấy các dạng thức phân bố trong không gian, từ đó giúp người thiết kế đưa ra quyết định chính xác hơn.
Hạt là vật liệu gián đoạn không có kích thước ưu tiên, khác với sợi Các loại composite cốt hạt phổ biến bao gồm silica, CaCO3, vẩy mica, vẩy kim loại, độn khoáng, cao lanh, đất sét, graphite và carbon Việc sử dụng chất độn dạng hạt nhằm gia cường cơ tính cho vật liệu, mang lại nhiều lợi ích cho ứng dụng trong ngành công nghiệp.
- Tăng thể tích cần thiết đối với trộn trơ, tăng độ bền cơ lý, hóa, nhiệt, điện, khả năng chậm cháy đối với độn tăng cường
- Dễ đúc khuôn, giảm sự tạo bọt khí trong nhựa có độ nhớt cao
- Cải thiện tính chất bề mặt vật liệu, chống co rút khi đóng rắn, che khuất sợi trong cấu tạo tăng cường sợi, giảm tỏa nhiệt khi đóng rắn
Hạt là vật liệu gián đoạn, không giống như sợi, không có kích thước ưu tiên Bê tông, một loại composite cốt hạt phổ biến, thường được gọi tắt là bê tông, trong khi vật liệu composite cốt sợi lại được nhận diện rõ ràng hơn.
Cốt vải là tổ hợp bề mặt của vật liệu cốt sợi, được tạo ra bằng công nghệ dệt Các kỹ thuật dệt truyền thống phổ biến bao gồm dệt lụa trơn, dệt xa tanh, dệt vân chéo, dệt mô đun cao và dệt đồng phương Kiểu dệt thể hiện cách đan sợi, hay còn gọi là kiểu chéo sợi Các thành phần cốt của composite cần đáp ứng yêu cầu về khai thác như độ bền, độ cứng và khả năng chống ăn mòn trong môi trường axit, kiềm Đồng thời, yêu cầu về công nghệ cũng rất quan trọng trong quá trình sản xuất các thành phần cốt này.
Lụa trơn Xa tanh Vân chéo Kiểu môđun cao Kiểu đồng phương
Hình 2.3: Các kiểu dệt bắt chéo của vải
Sợi là vật liệu có chiều dài lớn hơn nhiều so với hai chiều còn lại, thường phân bố gián đoạn trong vật liệu composite Trong khi chiều dài có thể là liên tục hoặc gián đoạn, các loại vật liệu cốt sợi thường được liên kết với thuật ngữ composite Các sản phẩm composite dân dụng chủ yếu được chế tạo từ vật liệu composite cốt sợi trên nền nhựa.
Khi thiết kế và chế tạo sản phẩm composite cốt sợi, độ bền riêng và mô đun đàn hồi của sợi là hai yếu tố quan trọng nhất cần được chú ý Tính chất của composite cốt sợi chịu ảnh hưởng lớn từ các yếu tố này.
Mười yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu cốt và nền bao gồm: bản chất của vật liệu, độ bền liên kết giữa nền và cốt, sự phân bố và định hướng của sợi, cùng với kích thước và hình dáng của sợi.
Hình 2.4 minh họa các kiểu phân bố định hướng của cốt sợi, bao gồm: a) cốt sợi phân bố một chiều song song, b) cốt sợi phân bố hai chiều song song, c) cốt sợi phân bố ngẫu nhiên, và d) cốt sợi đan quấn ba chiều vuông góc.
Cốt sợi có đặc tính cơ lý hoá vượt trội, nhưng chi phí sản xuất cao hơn, thường được sử dụng để chế tạo các vật liệu cao cấp như sợi thủy tinh, sợi carbon, sợi Bo, sợi cacbua silic và sợi amide.
Cốt sợi có thể được chia thành hai loại chính: sợi tự nhiên như sợi đay, sợi gai, sợi lanh, xơ dừa, xơ tre và bông, hoặc sợi nhân tạo như sợi thủy tinh, sợi vải và sợi poliamid Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, sợi có thể được chế tạo thành nhiều dạng khác nhau như sợi ngắn, sợi dài, sợi rối và tấm sợi.
Việc bổ sung các loại cốt sợi vào hỗn hợp vật liệu PC giúp tăng cường độ bền cơ học và độ bền hóa học, bao gồm khả năng chịu va đập, độ giãn nở cao, khả năng cách âm tốt, tính chịu ma sát và mài mòn, cùng với độ nén, độ uốn dẻo và độ kéo đứt cao Hệ thống vật liệu PC mới còn có khả năng chống chịu trong môi trường ăn mòn như muối, kiềm, và axít, chứng minh sự vượt trội so với các loại Polymer thông thường Nhờ vào những tính năng ưu việt này, vật liệu PC đã được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất và trong đời sống hàng ngày.
Nhóm sợi khoáng chất: sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi gốm
Nhóm sợi tổng hợp ổn định nhiệt: sợi Kermel, sợi Nomex, sợi Kynol, sợi Apyeil
Các nhóm sợi ít phổ biến hơn bao gồm: sợi gốc thực vật như gỗ và xenlulô, được sử dụng để sản xuất giấy, sợi đay, sợi gai, sợi dứa và sơ dừa Ngoài ra, còn có sợi gốc khoáng chất như amiăng và silic, sợi nhựa tổng hợp như polyester (tergal, dacron, térylène) và poliamid, cùng với sợi kim loại như thép, đồng và nhôm.
Composite nền nhựa PA6 cốt sợi ngắn thủy tinh
2.2.1 Ảnh hưởng các yếu tố hình học của sợi
Một số yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của sợi gia cường [7]:
- Sự sắp xếp của sợi
Sự phân bố và định hướng sợi
Hình 2.6 minh họa sơ đồ phân bố và định hướng cốt sợi, bao gồm bốn kiểu khác nhau: a) cốt sợi một chiều; b) cốt sợi dệt hai chiều vuông góc một mặt; c) cốt sợi rối ngẫu nhiên trong một mặt; và d) cốt sợi đan quấn ba chiều vuông góc.
Có nhiều kiểu phân bố và định hướng sợi, như thể hiện trong hình 2.6 Sợi được xem như thớ trong kim loại, tạo ra tính dị hướng rõ rệt cho vật liệu.
19 liệu làm cốt bao giờ cũng bền, cứng hơn nền, nên theo phương cốt sợi composite thể hiện độ bền cao hơn các phương khác
Khi các sợi được sắp xếp song song theo một hướng nhất định, độ bền theo phương dọc sợi sẽ vượt trội so với phương vuông góc Kiểu sắp xếp này được gọi là một chiều.
Khi phân bố trên một mặt song theo hai phương vuông góc như vải, với các sợi đan chéo nhau, độ bền đạt được khi thử nghiệm dọc theo trục sợi là cao nhất Kiểu cấu trúc này được gọi là kiểu dệt.
Khi sợi phân bố trên một mặt mà không có định hướng cụ thể và mang tính ngẫu nhiên, như hình c, composite sẽ có tính đẳng hướng, nghĩa là các tính chất đều giống nhau theo mọi phương trên bề mặt Kiểu phân bố này được gọi là rối ngẫu nhiên trong một mặt, tương tự như cấu trúc của dạ và nỉ.
Cuối cùng, khi sợi được phân bố và định hướng theo ba phương vuông góc, composite sẽ đạt độ bền tối đa Tuy nhiên, yếu tố hình học của sợi, bao gồm chiều dài và đường kính, cùng với tỷ lệ giữa chúng, là điều quan trọng nhất ảnh hưởng đến cơ tính của composite cốt sợi.
Chiều dài sợi là yếu tố quan trọng trong cấu trúc composite cốt sợi, ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của vật liệu Để tải trọng được truyền hiệu quả vào sợi có độ bền cao, cấu trúc phải đảm bảo rằng không chỉ tập trung vào nền, vì điều này có thể dẫn đến sự phá hủy nhanh chóng của pha nền kém hơn Đối với cốt sợi ngắn, ứng suất sẽ chỉ tác động đến mút sợi mà không truyền tải từ nền, dẫn đến hiện tượng chảy của nền Tuy nhiên, khi chiều dài sợi tăng lên, khả năng truyền tải sẽ được cải thiện Đối với composite sợi thủy tinh hoặc sợi cacbon, chiều dài tối thiểu cần thiết là khoảng 1mm, tương đương với 20-50 lần đường kính sợi.
Xét trường hợp ứng suất kéo tác dụng lên composite bằng giới hạn bền kéo của sợi cho các trường hợp chiều dài sợi khác nhau (hình 2.7)
Khi chiều dài sợi đạt đúng giá trị l c, biểu đồ phân bố ứng suất cho thấy tải trọng lớn nhất (σ b ) f xuất hiện ở giữa sợi Khi chiều dài sợi tăng lên, hiệu quả gia cường của sợi cũng tăng theo, như thể hiện trong biểu đồ, với phần lớn chiều dài sợi chịu mức ứng suất (σ b ) f.
Còn khi l < l c tác dụng gia cường không có như biểu thị ở hình c, ứng suất lớn nhất tác dụng trên sợi không đạt đến ứng suất đặt vào (σ b ) f
- Khi l > 15l c composite là loại cốt liên tục hay dài
Khi chiều dài sợi (l) nhỏ hơn 15 lần chiều dài cốt (l c), composite sẽ trở thành loại cốt sợi không liên tục hoặc ngắn Trong trường hợp này, khi l nhỏ hơn l c, nền xung quanh sợi sẽ bị biến dạng đến mức không còn khả năng truyền tải, dẫn đến việc tác dụng gia cường của sợi không còn hiệu quả, và được xem như composite hạt.
Vật liệu thủy tinh đã được sử dụng từ hàng nghìn năm trước, với người Ai Cập cổ đại biết ứng dụng thủy tinh vào đất sét để giảm sự co ngót của sản phẩm sau khi nung Vào thế kỷ XVIII, sợi thủy tinh bắt đầu được sử dụng trong gấm thuê kim tuyến tại Pháp Đặc biệt, những năm 30 của thế kỷ XX chứng kiến sự ra đời của sợi thủy tinh E, đánh dấu bước tiến quan trọng trong sự phát triển và thương mại hóa sợi thủy tinh.
Từ năm 1935, nhựa nhiệt rắn như polyester đã được sử dụng để sản xuất vật liệu composite gia cường bằng sợi thủy tinh, đặc biệt là trong việc chế tạo mái che rada cho máy bay trong Thế chiến II Kể từ đó, vật liệu composite dựa trên sợi thủy tinh và các sợi gia cường khác như carbon và aramid đã phát triển mạnh mẽ Hiện nay, thị trường sợi thủy tinh đang bùng nổ với sản lượng khoảng 1,8 đến 2 triệu tấn mỗi năm Vật liệu PC gia cường bằng sợi thủy tinh hiện được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm giao thông vận tải (chế tạo thiết bị ô tô, tàu hỏa), xây dựng (panel, tấm chắn gió) và ngành hàng không vũ trụ.
Sợi thủy tinh đƣợc ứng dụng rộng rãi nhờ có nhiều ƣu điểm:
- Bền hóa, bền môi trường
- Độ bền, độ cứng cao
- Đa dạng, giá thành thấp
Bên cạnh những ƣu điểm sợi thủy tinh còn có những nhƣợc điểm sau:
- Hấp thụ nền kém dẫn đến tính chất của vật liệu không cao
Đối với các vật liệu PC yêu cầu độ bền cao và tỷ trọng thấp mà không chú trọng đến giá thành, sợi thủy tinh thường ít được sử dụng.
- Tùy thuộc vào yêu cầu của từng loại sản phẩm cụ thể mà chọn vật liệu gia cường thích hợp
Phân loại sợi thủy tinh
Theo tính chất, thành phần của sợi thủy tinh có thể phân loại thành các loại vải thủy tinh nhƣ sau:
- E – glass (Electrical glass): đƣợc sử dụng để chế tạo vật liệu cách điện
- E – glass(Alkaline glass): sợi thủy tinh chịu môi trường hóa chất
- S, R – glasssợi thủy tinh có mô đun cao, độ bền cao
Thành phần của các loại sợi thủy tinh đƣợc trình bày ở bảng 2.1
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của các loại sợi thủy tinh.
Bảng 2.2: Tính chất cơ lý của các loại sợi thủy tinh
Khối lƣợng riêng, g/cm 3 2,56 2,45 2,45 2,49 2,49 Độ bền kéo, MPa 3400 3100 3100 4590 4400
Mô đun đàn hồi, MPa 73000 74000 71000 85500 86000 Điểm nóng chảy, o C 850 700 690 - 990
Công nghệ chế tạo sợi
Có hai phương pháp chế tạo sợi:
Phương pháp một giai đoạn kết hợp nấu thủy tinh và kéo sợi trong một dây chuyền liên tục, mang lại hiệu quả cao trong sản xuất quy mô lớn Công nghệ này tối ưu hóa quy trình sản xuất, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.
Phương pháp hai giai đoạn trong sản xuất bi thủy tinh bao gồm việc tạo ra bi thủy tinh trước, sau đó đưa bán thành phẩm vào lò nấu để nóng chảy Sau khi nóng chảy, sản phẩm sẽ được phun ở nhiệt độ cao để kéo thành sợi Những sợi này được kéo căng đến kích thước xác định và được làm lạnh sau khi được gom thành bó.
Xử lý bề mặt sợi
Quá trình xử lý sợi nhằm chống ăn mòn trong quá trình kéo sợi, giúp tăng cường độ tương hợp giữa sợi và nền nhựa Việc xử lý sợi không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình kéo sợi mà còn nâng cao hiệu suất và độ bền của sản phẩm cuối cùng.
- Các hợp chất silan: Là tác nhân liên kết giữa sợi và nhựa nền
- Polyvinyaxetat sử dụng dạng nhũ tương tạo lớp vỏ bảo vệ sợi
- Các farafin làm chất bôi trơn
- Sau khi xử lý bề mặt sợi, sợi đƣợc tiếp tục qua các công đoạn tiếp theo để sản xuất thành các vật liệu gia cường
Các kiểu dệt sợi thủy tinh
Công nghệ chế tạo sản phẩm composite
Hiện nay, có nhiều phương pháp chế tạo sản phẩm từ vật liệu composite, và việc lựa chọn công nghệ chế tạo phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của sản phẩm cũng như nhu cầu sản xuất Các công nghệ phổ biến được áp dụng trong quá trình sản xuất sản phẩm composite bao gồm nhiều kỹ thuật khác nhau.
2.3.1 Phương pháp chế tạo thủ công
Phương pháp chế tạo thủ công là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất trong sản xuất sản phẩm từ vật liệu composite Phương pháp này sử dụng khuôn hở, bao gồm khuôn dương và khuôn âm Quy trình chế tạo sản phẩm được thực hiện theo các bước cụ thể để đảm bảo chất lượng và độ bền của sản phẩm cuối cùng.
- Quét phủ lớp hỗ trợ tháo khuôn lên bề mặt khuôn
- Phủ lớp tạo bề mặt sản phẩm (gel-coat)
- Phủ nhựa polymer trên lớp tạo bề mặt
- Rải lớp vật liệu gia cường trên nền nhựa polymer
- Dùng con lăn để lăn ép vật liệu gia cường với nhựa
- Phủ lớp tạo bề mặt trên lớp vật liệu gia cường cuối cùng
Sau khi hoàn tất quá trình rải vật liệu gia cường và thấm nhựa, sản phẩm cần được để đông kết ở nhiệt độ môi trường Tốc độ đông kết phụ thuộc vào loại polymer, độ dày sản phẩm, nhiệt độ môi trường và độ dẫn nhiệt của vật liệu khuôn Để tăng tốc độ đông kết và giảm thời gian tháo khuôn, sản phẩm nhỏ thường được đưa vào lò sấy, trong khi sản phẩm lớn hơn có thể được sấy bằng khí nóng Phản ứng tỏa nhiệt trong quá trình đông kết có thể làm tăng nhiệt độ sản phẩm, và tốc độ thay đổi nhiệt cũng ảnh hưởng đến cơ tính và chất lượng sản phẩm Sự khác biệt về hệ số giãn nở giữa vật liệu gia cường và nhựa polymer có thể dẫn đến biến dạng liên kết khi có sự thay đổi nhiệt độ lớn trong quá trình đông kết.
2.3.2Phương pháp phun hỗn hợp composite
Trong phương pháp phun hỗn hợp, vật liệu gia cường nhỏ được trộn với nhựa polymer theo tỷ lệ cụ thể và được phun vào khuôn bằng súng phun Vật liệu gia cường được cấp liên tục vào một đầu súng, trong khi nhựa polymer và chất khởi tạo phản ứng được cung cấp từ đầu khác Quá trình hòa trộn diễn ra trong thiết bị hòa trộn tĩnh hoặc động Giống như phương pháp chế tạo thủ công, chất hỗ trợ tháo khuôn được phun hoặc quét lên khuôn, sau đó là lớp gel-coat để tạo bề mặt sản phẩm Cuối cùng, hỗn hợp nhựa polymer, chất khởi tạo phản ứng và sợi gia cường được phun ép vào khuôn.
Phương pháp phun hỗn hợp composite sử dụng vật liệu tương tự như phương pháp thủ công, trong đó sợi thủy tinh được cắt thành các đoạn có chiều dài từ 10mm đến 40mm trước khi trộn vào hỗn hợp.
Phương pháp phun hỗn hợp composite là kỹ thuật hiệu quả trong sản xuất các sản phẩm có hình dạng phức tạp và yêu cầu cơ tính không quá cao Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt tỷ lệ nhựa, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm.
28 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
2.3.3 Phương pháp thấm nhựa trước
Phương pháp chế tạo sản phẩm composite sử dụng vật liệu gia cường thấm nhựa polymer bắt đầu bằng việc bảo quản vật liệu trong môi trường nhiệt độ thấp Sau khi lấy ra khỏi thùng bảo quản, vật liệu được để tự nhiên để đạt nhiệt độ môi trường, đồng thời được giữ trong bao bì để tránh ngưng tụ hơi nước Tiếp theo, vật liệu thấm nhựa polymer được cắt theo hình dạng thiết kế, có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động Sau khi cắt, lớp bảo vệ được bóc ra và vật liệu được đặt lên khuôn theo từng lớp, lặp lại quá trình cho đến khi đạt độ dày yêu cầu của sản phẩm.
Vật liệu thấm nhựa polymer trước được áp dụng trong các sản phẩm với số lượng hạn chế, yêu cầu độ chính xác cao trong quá trình rải đặt do độ dày của vật liệu thường không lớn Quy trình này thường được thực hiện tự động hoặc với sự hỗ trợ của máy tính Mặc dù khuôn mẫu sử dụng trong phương pháp thấm nhựa trước khá đơn giản, nhưng đối với các sản phẩm yêu cầu độ chính xác cao như chi tiết máy bay, khuôn mẫu thường được chế tạo từ kim loại hoặc vật liệu composite để chịu được tải trọng lớn trong quá trình sản xuất.
Để đạt được độ liên kết tốt giữa các lớp vật liệu trong các chi tiết yêu cầu tính năng kỹ thuật cao, nén ép thường được áp dụng Tuy nhiên, chi phí chế tạo khuôn cho những chi tiết này thường khá cao Trong quá trình nén, túi chân không có thể được sử dụng để kết hợp các lớp vật liệu Sau khi đặt các lớp vật liệu lên khuôn, lớp phim hỗ trợ tháo khuôn sẽ được đặt lên bề mặt đã thấm nhựa Tiếp theo, một lớp phim phủ bên ngoài sẽ được sử dụng để hấp thụ phần nhựa thừa bị nén ra khỏi sản phẩm trong quá trình chế tạo.
Lớp phim thông hơi là vật liệu quan trọng trong túi chân không, giúp thoát khí dư và ngăn ngừa rỗ khí trong sản phẩm Nó còn có chức năng điều hòa áp suất trong khuôn và trên bề mặt sản phẩm Thường được làm từ vải, sợi hoặc các vật liệu tương tự, lớp phim này đóng vai trò thiết yếu trong quá trình đóng gói Cuối cùng, túi chân không được niêm phong với khuôn bằng băng dính đặc biệt (sealant tape) để đảm bảo tính hiệu quả.
Phương pháp vật liệu thấm nhựa trước sử dụng sợi carbon và epoxy làm vật liệu gia cường và nền, chủ yếu trong ngành hàng không Gần đây, phương pháp này cũng được áp dụng trong chế tạo dụng cụ thể thao và giải trí như cần câu cá, gậy chơi golf và ván trượt Hầu hết các loại nhựa polymer trong phương pháp này cần nhiệt độ đông kết cao hơn nhiệt độ phòng, do đó, quá trình gia nhiệt thường được thực hiện để hoàn thiện sản phẩm Gia nhiệt có thể được thực hiện qua môi trường hoặc khuôn cho các loại nhựa polymer có nhiệt độ đông kết thấp.
Trong phương pháp đùn ép nhựa polymer, bột nhựa hoặc hỗn hợp nhựa polymer với vật liệu gia cường được đưa vào trống chứa Trục vít đẩy và nén hỗn hợp, đồng thời loại bỏ không khí, làm tăng nhiệt độ qua ma sát và biến vật liệu thành trạng thái lỏng Quá trình cắt nén làm giảm chiều dài sợi gia cường Dưới áp lực của trục vít, vật liệu được đùn vào khuôn, với hệ thống van một chiều ngăn chặn vật liệu quay trở lại trống chứa Khi vật liệu đã được nén vào khuôn, trục vít giữ nguyên vị trí để duy trì áp suất, và sau khi vật liệu đông kết, trục vít di chuyển ngược lại để chuẩn bị cho chu trình đùn ép tiếp theo.
Phương pháp đùn ép hỗn hợp composite mang lại nhiều ưu điểm như khả năng tự động hóa cao, năng suất lớn và hiệu quả vượt trội, đặc biệt phù hợp cho sản xuất hàng loạt các sản phẩm có hình dạng phức tạp Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của công nghệ này là cơ tính của sản phẩm không cao, do tỷ lệ vật liệu gia cường thấp, độ dài ngắn và tính đẳng hướng không đều Vì vậy, công nghệ này thường được áp dụng cho các sản phẩm có kích thước nhỏ và yêu cầu về cơ tính không quá khắt khe.
2.3.4 Phương pháp đúc chuyển nhựa
Phương pháp đúc chuyển nhựa sử dụng khuôn kín và vật liệu gia cường được đặt trước trong khuôn Đối với các sản phẩm có số lượng không lớn, vật liệu gia cường được cắt thủ công và đặt trên nửa khuôn phía dưới, sau đó nửa khuôn phía trên được đóng lại Nhựa polymer được điền vào khuôn dưới áp suất cao, và sau khi hoàn thành, hỗn hợp này được để đông kết trong thời gian xác định Để tăng năng suất chế tạo, có thể gia nhiệt khuôn trong quá trình đông kết Phương pháp này cũng cho phép chế tạo các sản phẩm có kết cấu sandwich, với các sản phẩm nhỏ sử dụng một đường cấp nhựa polymer, trong khi sản phẩm lớn hơn cần nhiều đường cấp để đảm bảo cung cấp đủ nhựa cho từng bộ phận Đường cấp nhựa thường được đặt ở vị trí thấp nhất trong khuôn, giúp nhựa polymer điền vào từ dưới lên, đẩy bọt khí và vật liệu gia cường ra ngoài, tránh hiện tượng rỗ khí trong sản phẩm hoàn thiện.
Trong công nghệ đúc chuyển nhựa, việc duy trì độ nhớt của nhựa polymer trong giới hạn cho phép là rất quan trọng để đảm bảo nhựa có thể điền đầy các vị trí trong khuôn một cách nhanh chóng Do đó, cần kiểm soát nhiệt độ của nhựa và khuôn trong các mức hợp lý.
Mặt khác, nếu duy trì nhiệt độ nhựa và khuôn quá cao sẽ gây các phản ứng gây đông kết nhựa polymer trong quá trình điền đầy khuôn
Độ bền kéo cho sản phẩm nhựa đùn ép
Độ bền kéo là là ứng suất kéo lớn nhất mà mẫu thử chịu đƣợc trong phép thử kéo (Hình 2.9) Đơn vị tính là megapascal (MPa)
F (N): Lực kéo đứt vật liệu
A (mm 2 ): Tiết diện mặt cắt ngang ban đầu của mẫu thử kéo
Hình 2.9: Đường cong ứng suất [10]
(Đường cong a: vật liệu giòn, đường cong b và c: vật liệu dai có điểm chảy dẻo, đường cong d: vật liệu dai không có điểm chảy dẻo)
Công nghệ ép phun
Công nghệ ép phun là phương pháp gia công hiện đại, sử dụng nhiệt để làm chảy nhựa đến nhiệt độ thích hợp Khi nhựa trở nên dẻo, máy ép phun tạo ra áp suất lớn để phun nhựa vào khuôn thông qua hệ thống dẫn kênh Quá trình này tiếp tục cho đến khi nhựa lấp đầy hoàn toàn lòng khuôn, sau đó khuôn được làm nguội để nhựa đông cứng lại Cuối cùng, sản phẩm được lấy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy, hoàn thiện quy trình sản xuất.
2.5.2 Đặc điểm của công nghệ ép phun
Công nghệ ép phun là quá trình sử dụng nhựa nóng chảy được định lượng chính xác, được đưa vào khuôn kín với áp lực cao và tốc độ nhanh Sau một thời gian ngắn, sản phẩm được định hình và lấy ra khỏi khuôn, sau đó chu kỳ sản xuất tiếp tục với sản phẩm thứ hai Thời gian từ lúc đóng khuôn đến khi phun nhựa và định hình sản phẩm rất ngắn, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Công nghệ ép phun bao gồm chu kỳ sản xuất với 34 hình sản phẩm, quy trình lấy sản phẩm ra khỏi khuôn và đóng khuôn lại Ngoài những đặc điểm chính, công nghệ này còn sở hữu nhiều tính năng nổi bật khác.
- Sản phẩm gia công khá chính xác theo 3 chiều vì đƣợc tạo hình trong khuôn kín
Quá trình nhựa hóa và tạo hình diễn ra qua hai giai đoạn riêng biệt, với nhựa hóa được thực hiện trong xylanh và tạo hình trong khuôn.
- Quá trình tạo hình chỉ hình thành sau khi đóng kín hai nửa khuôn lại với nhau
Chế độ nhiệt trong quy trình phun ép phụ thuộc vào loại nguyên liệu sử dụng Đối với nhựa nhiệt dẻo, nhiệt độ khuôn cần thấp hơn nhiệt độ của nhựa lỏng, trong khi với nhựa nhiệt rắn, nhiệt độ khuôn phải cao hơn nhiệt độ nhựa lỏng.
- Vùng tạo hình của khuôn đƣợc lấp đầy nguyên liệu thì khuôn mới chịu tác dụng lực của pittong đúc gián tiếp qua nhựa lỏng
- Tùy theo hình dáng hay kích thước của sản phẩm mà chu kỳ ép thay đổi từ mấy giây đến mấy chục phút
- Gia công bằng công nghệ ép phun tiết kiệm đƣợc nguyên liệu, đồng thời công đoạn hoàn tất cũng tốn ít thời gian
- Sản phẩm đa dạng, chất lƣợng cao
- Vật liệu và màu sắc linh hoạt
- Chi phí nhân công thấp
- Có thể tái chế nhựa
- Khả năng tự động hóa cao
- Chi phí đầu tƣ cao
- Tính toán chi phí khó khăn
- Quá trình phức tạp, chỉ áp dụng cho sản xuất hàng loạt
2.5.3 Cấu tạo chung của máy ép phun
Gồm 5 bộ phận: Hệ thống kẹp, hệ thống khuôn, hệ thống phun, hệ thống hỗ trợ ép phun, hệ thống điều khiển
Hình 2.10: Cấu tạo của máy ép phun [11]
Hệ thống kẹp đóng vai trò quan trọng trong quá trình ép phun, đảm nhiệm việc mở và đóng khuôn, đồng thời tạo lực kẹp để giữ khuôn trong quá trình làm nguội Sau khi kết thúc chu kỳ ép phun, hệ thống này còn giúp đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách hiệu quả.
The system comprises several key components, including the machine ejectors, clamp cylinders, moveable platen, stationary plate, and tie bars.
Cấu tạo chung của khuôn
Hình 2.12: Cấu tạo chung của khuôn
Chức năng của các yếu tố cơ bản
1 Vít lục giác: liên kết các tấm khuôn và tạo tính thẩm mỹ
2 Vòng định vị: định tâm giữa bạc cuống phun và vòi phun
3 Bạc cuống phun: dẫn nhựa từ máy ép phun vào các kênh dẫn nhựa
4 Khuôn cái: tạo hình sản phẩm
5 Bạc định vị: đảm bảo vị trí tương quan giữa khuôn đực và khuôn cái
6 Tấm kẹp trước: giữ chặt phần cố định của khuôn vào máy ép nhựa
Vỏ khuôn cái và khuôn đực thường được chế tạo từ vật liệu có chi phí thấp hơn so với khuôn cái, giúp giảm giá thành sản xuất khuôn mà vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế.
8 Chốt hồi: hồi hệ thống đẩy về vị trí ban đầu khi khuôn đóng
9 Khuôn đực: tạo hình cho sản phẩm
10 Chốt định vị: giúp khuôn đực và khuôn cái liên kết một cách chính xác
12 Tấm đỡ: tăng bền cho khuôn trong quá trình ép phun
13 Gối đỡ: tạo khoảng trống để tấm đẩy hoạt động
14 Tấm giữ: giữ các chốt đẩy
15 Tấm đẩy: đẩy các chốt đẩy để lói sản phẩm rời khỏi khuôn
16 Tấm kẹp sau: giữ chặt phần di động của khuôn trên máy ép nhựa
17 Gối đỡ phụ: tăng bền cho khuôn trong quá trình ép phun
Làm nhiệm vụ đƣa nhựa vào khuôn thông qua quá trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy nhựa, phun nhựa lỏng vào khuôn và định hình sản phẩm
The system consists of several key components, including a plastic feed hopper, a material chamber (barrel), heating bands, a screw mechanism, a non-return assembly, and a nozzle for injection.
2.5.3.4Hệ thống hỗ trợ ép phun
The injection molding machine operates through a comprehensive system comprised of four main components: the frame, hydraulic system, electrical system, and cooling system.
Hình 2.14: Hệ thống hỗ trợ ép phun [11]
Hệ thống điều khiển cho phép người vận hành theo dõi và điều chỉnh các thông số gia công như nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vận tốc và vị trí của trục vít cũng như các bộ phận trong hệ thống thủy lực Giao tiếp giữa hệ thống điều khiển và người vận hành được thực hiện thông qua bảng điều khiển và màn hình máy tính.
Hình 2.15: Hệ thống điều khiển [11]
2.5.4 Phân loại khuôn ép phun
- Phân loại theo số tầng lòng khuôn [12]:
- Phân loại theo kênh dẫn:
+ Khuôn dùng kênh dẫn nguội (Cold Runner)
+Khuôn dùng kênh dẫn nóng (Hot Runner)
- Phân loại theo cách bố trí kênh dẫn
- Phân loại theo số màu nhựa tạo ra sản phẩm:
+ Khuôn cho sản phẩm một màu
+ Khuôn cho sản phẩm nhiều màu
2.5.5 Sơ lƣợc về chu trình ép phun
Một chu trình ép phun thường rất ngắn, từ 2 giây đến 2 phút, gồm 4 chu trình sau [12]:
Kẹp là quá trình quan trọng trong sản xuất, nơi hai nửa khuôn được đóng lại trước khi ép vật liệu Một nửa khuôn gắn trên máy ép, trong khi nửa còn lại kết nối với bộ phận di động Bộ phận kẹp có nhiệm vụ đẩy hai nửa khuôn lại gần nhau, tạo ra áp lực đủ lớn để đảm bảo khuôn luôn kín, từ đó giúp quá trình ép diễn ra hiệu quả.
- Ép: Nhựa (thường là dạng hạt) được gia nhiệt đến trạng thái chảy và được nhanh chóng phun vào khuôn và điền đầy lòng khuôn
Nhựa nóng chảy bắt đầu nguội ngay khi tiếp xúc với bề mặt lòng khuôn, và quá trình này dẫn đến việc nhựa đông đặc theo hình dạng của khuôn.
Sau một thời gian hoạt động, bộ phận di động của máy ép sẽ mở khuôn, tách rời một nửa khuôn Khi khuôn được mở, một cơ cấu sẽ được sử dụng để lấy sản phẩm đã nguội ra ngoài Sau đó, nửa khuôn di động được đẩy vào lại để sẵn sàng cho chu trình ép tiếp theo.
2.5.6 Các khuyết tật khi ép
Giống như các quy trình công nghiệp khác, ép phun có thể tạo ra sản phẩm không hoàn thiện Trong lĩnh vực này, việc xử lý sự cố thường bao gồm việc kiểm tra các bộ phận bị lỗi để phát hiện và khắc phục các khuyết tật cụ thể Trước khi tiến hành sản xuất hàng loạt, việc ép thử sản phẩm là cần thiết để dự đoán các khuyết tật có thể xảy ra và xác định các thông số kỹ thuật phù hợp.
- Một số khuyết tật có thể xảy ra khi ép, nguyên nhân và cách khắc phục:
Bảng 2.4: Một số khuyết tật có thể xảy ra khi ép, nguyên nhân và cách khắc phục
Tên khuyết tật Mô tả Nguyên nhân Khắc phục
Dạng các vân trắng do khuếch tán ánh sáng
- Ngoại lực lấy sản phẩm
- Nhiệt độ khuôn quá thấp, không đều
- Do kết cấu sản phẩm gây ứng suất
- Giảm lực tác động lên sản phẩm
- Tăng nhiệt độ bề mặt khuôn
- Xem xét thiết kế để cải thiện tính chảy
Vết cháy Sản phẩm có các vết cháy đen
- Không khí bị kẹt lại trong khuôn
- Kiểm tra hệ thống thoát khí
Nhựa không điền đầy khuôn
- Tốc độ phun hoặc áp suất quá thấp
- Tăng tốc độ hoặc áp suất phun
- Kiểm tra hệ thống thoát khí
Bọt khí Các lỗ bên trong sản phẩm
- Điền quá nhanh, không khí không thoát kịp
- Hệ thống thoát khí chƣa tốt
- Giảm tốc độ phun để không khí có đủ thời gian thoát ra ngoài
- Kiểm tra hệ thống thoát khí
- Kiểm tra và sửa các lỗi của khuôn
- Áp suất phun, tốc độ phun quá cao
- Giảm áp suất phun, tốc độ phun Đường hàn Đường nhỏ ở mặt sau của lõi, nơi hai dòng chảy gặp nhau
Sự hợp nhất của hai dòng chảy nhựa
- Dùng nhựa độ nhớt thấp
- Tăng nhiệt độ nhựa, nhiệt độ bề mặt khuôn
Sản phẩm bị biến dạng hoặc xoắn
- Lấy sản phẩm quá sớm, nhiệt độ nhựa cao
- Co rút không đều giữa các phần
- Tăng thời gian làm nguội sản phẩm
- Kiểm tra thiết kế sản phẩm
Bề mặt bị tách thành từng miếng Ứng suất trƣợt cao Tăng nhiệt độ, giảm tốc độ phun
Phần biến dạng do dòng chảy bị rối
- Nhiệt độ khuôn quá cao
- Cổng vào nhựa thiết kế không tốt (quá lớn hoặc quá nhỏ)
- Kiểm tra thiết kế cổng vào, kênh dẫn…
Nhiệt độ là một trong những thông số cơ bản trong quá trình ép, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lƣợng sản phẩm nhựa, tuổi thọ bộ khuôn [12]
- Mỗi loại nhựa có một khoảng nhiệt độ mà tại đó nhựa đƣợc ép cho ra kết quả tốt nhất
Nồng độ pH và dung dịch kiềm
pH là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch, phản ánh tính axít hoặc kiềm của nó Trong dung dịch nước, hoạt độ của ion hiđrô phụ thuộc vào hằng số điện ly của nước (Kw = 1,008 × 10−14 ở 25 °C) và sự tương tác với các ion khác Do đó, dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7, trong khi dung dịch có pH nhỏ hơn 7 được xem là axít và pH lớn hơn 7 được coi là kiềm.
![Hình 2.14: Hệ thống hỗ trợ ép phun [11] - (Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của thông số phun ép đến độ bền kéo của vật liệu composite trong môi trường kiềm](https://media.store123doc.com/figures/001/442/hinh-he-thong-ho-tro-ep-phun-1442642.png)
