ế ế
ế ị
I . Thi
t k khuôn và các thi
t b liên quan .
ệ ệ ể ể
ệ ấ ả ẩ
ế ọ ậ ự ằ ệ ả ầ ả ẩ ỹ ế ế t k
ồ Quá trình công ngh RTM bao g m vi c dùng máy hút đ hút chuy n nh a vào trong khuôn và hút h t b t khí xu t hi n trong lòng s n ph m , ả nh m đ m b o yêu c u k thu t cho s n ph m .Do đó vi c tính toán thi bao g m :ồ
ậ ệ ế ạ ọ +Ch n v t li u ch t o khuôn .
ự ẫ ố +Tính toán thi ế ế ườ t k đ ự ng ng d n nh a và hút nh a .
ế ế ặ ố ả ị ẫ ồ ố + Tính toán thi t k khuôn bao g m c v trí đ t ng d n và ng hút .
ế ế ệ ề ế ấ ỉ t k máy hút ,vi c đi u ch nh áp su t hút th nào là phù
+Tính toán thi h pợ
ự ọ ậ ệ 1. L a ch n v t li u khuôn
ầ
ớ
ấ ơ ọ ọ
ả ứ
ế ị ể ọ ủ ậ ệ ự
ả ậ ệ
ả
ả
ấ
ề ặ ơ
ấ ả
ề
ả
ẩ
Đ quy t đ nh ch n l a v t li u khuôn ,ta c n quan tâm t ọ ự ậ ệ i tính ch t c h c ệ ử ụ ậ ệ ,hóa h c c a v t li u .Vi c s d ng v t li u mà có kh năng ph n ng hóa h c ố ỵ ề ấ ớ v i nh a và ch t xúc tác là đi u c m k .Ngoài ra v t li u ph i có kh năng ch ng ăn mòn và b n v m t c lý trong quá trình s n xu t s n ph m .
ớ
ấ ơ ọ ủ
ữ
ộ
ự
ả ủ ứ ự
ư ự
ấ
ể
ả
ả ụ ư
ể
ể
ộ
ụ
ụ
ự
ự
ể
ả i tính ch t c h c c a khuôn vì khuôn ph i đ c ng v ng Ta ph i quan tâm t ể ị ượ c các l c tác đ ng nh : l c đóng khuôn ,áp su t nh a trong quá trình đ ch u đ ậ ệ ơ b m ,quá trình di chuy n khuôn ,.. Ngoài ra v t li u làm khuôn ph i có kh năng ử ạ ố i các tác đ ng có th có trong quá trình x lý khuôn .Ví d nh có th tình ch ng l ơ ệ ơ ờ c làm r i các d ng c lên khuôn ,th c hi n b m nh a trong khi di chuy n khuôn , …
ấ
ớ
ỉ ọ ớ
ủ ậ ệ ữ
ưở ng t ậ ệ
ả ữ
ọ
ố ượ i kh i l ỉ ọ ả
ớ ế
ấ
ọ
ọ ủ ng c a T tr ng c a v t li u cũng r t quan tr ng vì nó nh h ớ ự khuôn .V i nh ng khuôn l n ,nên tránh l a ch n nh ng v t li u có t tr ng l n ấ ư ệ ử ụ ề .Đi u này r t quan tr ng n u nh vi c s d ng khuôn trong quá trình s n xu t là ằ b ng tay .
ấ
ả
ưở
ế
ờ
ướ
ng đ n th i gian gia công ,kích th
c dung sai
ả ề ặ
ộ
Quá trình s n xu t …. nh h ,đ nhám b m t .
ữ
ể ế ạ
ượ ự ợ ườ
ự ượ
ọ ủ
ườ
ườ ng đ c gia c
c l a ch n đ ch t o khuôn là thép ,nhôm ,s t ợ ng s i th y tinh ) ,CFR (Nh a đ
ắ ng s i
c gia c
ậ ệ Nh ng v t li u th ự ượ đúc ,GFR (Nh a đ carbon ) ,s .ứ
ướ
ể ư
ế
ấ
ổ
ẽ ề ậ ọ
ữ ế ạ
ậ ệ
ế ắ
ệ ự
ơ
ậ ệ D i đây ta s đ c p đ n nh ng v t li u đó đ đ a ra cái nhìn t ng quan nh t trong vi c l a ch n v t li u ch t o khuôn cho chi ti
ộ t n p che đ ng c ô tô .
a)Thép :
* u đi m
ộ ề ớ Ư ể : +Có đ b n l n
ẽ
+Khi gia công khuôn thép s cho dung sai t
ố t
ề ặ
+B m t làm vi c t
ệ ố t
ươ
ớ ầ
ế
ạ
+T
ự ng thích v i h u h t các lo i nh a
ượ
ữ
ạ
ớ
ỏ
ể : + Chi phí cao ,ch phù h p v i nh ng khuôn lo i nh ,hình
c đi m ứ ạ ả
ấ ớ
ỉ *Nh ố ượ dáng ph c t p s n xu t v i kh i l
ợ ớ ng l n .
ố ượ
ạ ậ ệ
ơ
ớ
ng riêng cao h n so v i các lo i v t li u
+ Thép có kh i l khác.
ủ
ữ
ấ
ệ
ẽ
+ Nhi ặ mát ho c gia nhi
ệ ộ t luôn ph i đ
ế t đ khuy c tán c a thép là quá th p ,nh ng kênh làm ả ượ c gia công thêm nên giá thành khuôn s cao .
b) Nhôm :
ạ ượ
ể ấ ố
Ư ể * u đi m : + Dung sai đ t đ
c có th r t t
t .
ẫ
ả
+ Kh năng d n nhi
ệ ấ ố t r t t
t.
ươ
ớ ấ ỳ ạ
ư
ả
ự ng thích v i b t k lo i nh a nào , nh ng ph i tránh môi
ẩ ướ ể
ườ
ừ ự
+ T tr
ng m
t đ ngăn ng a s ăn mòn .
ẹ ơ
ắ
+ Nh h n thép và s t đúc .
c) S t :ắ
ề ặ
ể ị ượ
ườ
c môi tr
ng làm
ệ
Ư ể * u đi m : + Đ b n r t cao ,b m t có th ch u đ ắ ệ vi c kh c nghi
ộ ề ấ ấ t nh t .
ỏ
+ Cho dung sai nh khi gia công .
ế ế
ể
ầ
ệ ứ ộ
ạ ượ
ề
ế
ầ
ả
+ Vi c gia công khuôn có th hkông c n thi trình đúc đ t đ
t n u trong quá ẫ c m c đ yêu c u .Đi u này d n đ n chi phí khuôn gi m đi .
ượ
ề ặ
ể
ố
ư
ằ
*Nh
c đi m : + B m t không t
t nh khuôn b ng nhôm hay thép .
ẫ
ệ
ả
ế ế
ẫ
ệ
+ Tính d n nhi
t kém ,luôn ph i thi
t k thêm kênh d n nhi
t .
ề ặ ễ ị
ế ậ
ườ
+ B m t d b khuy t t
t do môi tr
ng ăn mòn .
ố ượ
ớ
+ Kh i l
ng riêng l n .
ự ượ
ườ
ủ
d)Nh a đ
c gia c
ợ ng thêm s i th y tinh :
ấ
ấ
Ư ể * u đi m : + Chi phí r t th p .
ớ ả
ấ
ng
ấ ớ ả ượ ấ ớ
ợ ệ ộ
ệ
ị
ế ng th p. N u môi tr ử ụ
ằ
ườ ậ
t đ cao và áp su t l n thì không nên s d ng b ng v t
ệ
+ Phù h p v i s n xu t v i s n l làm vi c ch u nhi li u này .
ể ễ
ầ ướ
ị ỏ
ể
ủ
c đi m : + Có th d dàng b h ng hay tr y x
ộ c do tác đ ng c a quá
ượ *Nh ử trình x lý .
ủ ả
ể
ắ
ẩ
ớ
+ Quá trình đóng r n khó ki m soát làm cho dung sai c a s n ph m l n .
ị ượ
ệ ộ
ấ
+ Không ch u đ
c nhi
t đ và áp su t cao
ự ượ
ườ
e) Nh a đ
c gia c
ợ ng thêm s i carbon :
Ư ể
ơ
ố ơ
ự ượ
ườ
ủ
ằ
ợ
ớ t h n so v i nh a đ
c gia c
ng b ng s i th y
* u đi m : +C tính t tinh
ệ
ổ
ớ
ơ
ự ượ
ườ
c gia c
ằ ng b ng
ọ +Tu i th làm vi c lâu h n sov i nh a đ ủ ợ s i th y tinh.
ươ
ọ ớ ấ ỳ ạ
ự
+T
ng thích hóa h c v i b t k lo i nh a nào.
ướ ố ơ
+Dung sai kích th
t h n .
c t
ượ
ể ế ạ
ữ
ể
ấ
ế
c đi m : + R t khó đ ch t o ra nh ng chi ti
ứ ạ t có hình dáng ph c t p
*Nh .
f) G m :ố
Ư ể
ươ
ớ ấ ỳ ấ
ự
* u đi m : +T
ng thích v i b t k ch t nh a và dung môi nào .
ệ ở
ể
ệ ộ
+Có th làm vi c
nhi
t đ cao .
ấ ượ
ề ặ ấ ố
+Ch t l
ng b m t r t t
t .
ể ượ
ớ
ỏ
ổ
ố
c gia công v i dung sai nh và n đinh trong su t
+Có th đ quá trình gia công .
ượ
ễ ị ầ ướ
ể
ậ
*Nh
c đi m : +D b tr y x
c do va đ p .
ữ
ề
ậ
ị
+Khó b n khi ch u nh ng va đ p .
ướ
ậ ệ ở
ấ ơ
ủ
ữ
ấ
Hình d
i cho th y tính ch t c lý c a nh ng v t li u
trên .
ự ượ
ủ ậ ệ
ườ
ợ
c gia c
ướ
ủ ậ ệ ệ
ặ ự ộ
ớ
ế ạ ả ấ
ẩ ậ ệ
ố ượ
ả
ậ ệ
ượ
ự
ự
ọ
ng
ơ ủ
ả ủ ấ ơ Nhìn vào b ng ta th y c tính c a v t li u nh a đ ng thêm s i th y ấ ớ tinh là l n nh t .Giá thành c a v t li u này hoàn toàn không cao .M t khác ,khuôn ể đ ng nên đ c khá l n ,và vi c ch t o s n ph m không hoàn toàn t có kích th ệ ẹ ẽ ậ ng riêng nh s thu n ti n ,an toàn trong quá trình s n xu t ,v t li u có kh i l ợ ườ ậ thích h p h n .V y v t li u ta l a ch n làm khuôn là nh a PEKN đ c gia c ợ thêm s i th y tinh .
* Steel alloy 1040
** Alloy 2024
*** Grade G3000
**** E glass fibersepoxy matrix (Vf = 0.60)
***** High modulus carbon fibersepoxy matrix ( Vf = 0.60)
****** Graphite
ề
ả ượ
ướ
ế ế
c tính toán tr
c khi thi
t k khuôn . T
ỉ
ầ ố ượ
ợ ượ
(*) Yêu c u v Vf% trong v t li u ph i đ ệ l
ậ ệ ư c tính nh sau :
ng s i đ
kh i l
ố ượ
ớ ợ
Trong đó : + n là s l
ng l p s i trong khuôn .
ρ
ậ ộ ợ
ộ ấ
ợ
+
:m t đ s i trong m t t m s i [kg/m2]
ρ
ậ ộ ợ
+ ’ :m t đ s i tre [kg/m3]
ề
ươ
ế
+ h :b dày t
ố ủ ng đ i c a chi ti
t [m]
ề
ạ ợ
ừ
ệ ứ
ụ
ế
ợ
kg/m3 đ n kg/m3 .Vi c ng d ng s i tre
ự ế
Có nhi u lo i s i tre ,m t đ c a nó t trong quá trình làm th c t
ậ ộ ủ ả là kho ng kg/m3 .
ế ắ
ố ớ
ộ
ơ
ố ượ
ậ
ề Chi ti ượ ỉ ệ ớ c t l trong khuôn n = l p .V y ta tính đ
t n p che đ ng c có b dày trung bình là h= 50mm=0,05mm .S l p tre kh i l
ợ ng s i Vf=
ơ
ấ
ề
ự
ộ
ng
ổ ừ
ả
ự ớ ủ ể ự c c a khoang khuôn .Áp l c trong khuôn có th ở ề áp ệ
ấ
ướ ủ ế ầ vài kPa đ n vài trăm kPa .H u h t các máy hút đ u có kh năng hút ượ ị ả c b nh h
ấ ỏ ế ự ủ ẫ
ỉ ấ ằ
ự ẹ
ủ ộ ớ ượ ề ậ
ổ ở ườ ợ
ệ ố
ự
ẹ
ấ
ấ ỏ ự ộ ụ Áp l c ch t l ng bên trong khoang khuôn khi b m nh a vào ph thu c vào ế ố ư ộ ẩ ự ư ượ ợ ủ nhi u y u t nh đ th m th u vào s i c a nh a ,đ nh t c a nh a ,l u l ả ủ dòng ch y c a ch t l ng ,kích th thay đ i t su t không đ i .Áp l c c a khuôn đ ố khuôn ,h đ ự l c nén s i và áp su t hút nh a . H th ng k p khuôn đ
ưở ng c a vi c rò r khí trong ổ ả ng ng d n . Áp l c k p khuôn ph i có đ l n ít nh t b ng t ng áp ế ướ i đây .
c đ c p đ n d
ế ế ườ ố ự ẫ
2. Thi
t k đ ng ng d n và hút nh a
ố ạ ậ ế ế ườ t k đ
ậ ợ ỹ ng ng đ t tiêu chu n k thu t sao cho thu n l ả ế ề ẽ ứ ụ
ệ ẩ ể i cho vi c Đ thi ữ tính toán sau này ,ta s ng d ng nh ng lý thuy t v dòng ch y trong quá trình RTM .
ấ ỏ ứ ị ầ ử ớ l n
ướ ử ấ ỏ +Ch t l ng Newton : Là dung d ch ch t l ng không ch a các ph n t ơ h n kích th c phân t chính .
ể ị ử có kích
ử ớ ứ ử ướ ơ +Ch t l ng phi Newton :Là dung d ch ch a đáng k các phân t ướ th ấ ỏ c phân t l n h n kích th c phân t chính .
ợ ỗ ả ự ự ấ ắ
ả ả ặ
ự ự ể ậ ả ợ
ả ị Do dòng ch y nh a là h n h p nh a PEKN ,Styren và ch t đóng r n nên dòng ch y này là dòng ch y Newton .M t khác ,trong quá trình RTM ,do ẽ ấ nh a di chuy n trong khuôn ,nó s th m vào s i vì v y dòng nh a ch y ậ trong khuôn ph i tuân theo đ nh lu t Dracy :
(1)
ả
ộ
ậ ố ự Trong đó : + v là v n t c dòng ch y nh a ự ớ + là đ nh t nh a ủ ợ + K là h s đ th m c a s i ứ ệ ố ộ ấ ấ ầ ầ + là Gradient áp su t (T c P đ u ra –P đ u vào khuôn )
ị ả ướ ậ c khi vào khuôn ph i là dòng ch y t ng .Đ đ m
ả ầ ệ ố ả ầ ậ
ủ ườ ườ ổ ố ả ng kính c a đ
ế ố ủ ổ ả ể ự ự Đ dòng nh a ch y trong khuôn tuân theo đ nh lu t Dracy thì dòng nh a ể ả ẫ ố ả ch y trong ng d n tr ầ ề ỹ ả b o các yêu c u v k thu t ,dòng ch y t ng đó ph i có h s Reynold ỏ ơ ế ề nh h n 1 .N u ta thay đ i chi u dài và đ ng ng thì ả ẽ ữ c a dòng ch y s thay đ i . nh ng y u t
ả ộ ề ủ ợ ấ
ấ ủ ư
ự ố ượ ệ ộ ủ ị ộ ế ố ư ấ ủ ướ ự nh c u trúc hình Quá trình RTM x y ra d i s tác đ ng c a nhi u y u t ủ ợ ộ ộ ị ọ ủ ủ ợ h c c a khuôn, thu c tính c a s i (đ ch u th m c a s i ,đ dai c a s i,…), ự ế ố ề tính ch t c a nh a, … Có nhi u bi n s trong quá trình RTM nh áp l c ệ ng c a mi ng hút , nhi hút ,v trí và s l t đ khi hút .
ự ệ ố ườ ố
ả ấ ứ ả ầ ả ng ng ph i là dòng ch y t ng và h s Reynold Nh a khi ch y trong đ ệ ố ọ đóng vai trò r t quan tr ng .Ta có công th c tính h s Reynold :
Re = (2)
ủ
ướ ủ ấ ỏ ớ ề c c a khuôn và đ căng b
ả ể ượ ả ộ ậ ị theo đ nh lu t c mô t
ở ủ ặ ượ ỏ c b qua, dòng ch y trong quá trình có th đ ả ậ ộ ấ ỏ ự Trong đó : + M t đ ch t l ng c a nh a ấ ỏ ậ ố + V n t c ch t l ng ấ ỏ ớ ộ + Đ nh t ch t l ng ố ườ + Đ ng kính ng . Các khe h c a mat là r t nh so v i kích th m t đ dòng ch y Newton :
ẫ ế ế ố t k ng d n
ườ ượ ố ừ c n i t ứ bình ch a nh a t i
ố ng ng đ ứ ự ớ ứ ể ộ bình ch a vào trong khuôn. Đ nghiên c u tác đ ng
ớ ố (+) Thi Trong quá trình RTM đ khuôn,nh a s ch y t ủ ườ c a đ ự ẽ ả ừ ố ng ng t i quá trình này ,ta thi ế ế ườ t k đ ư ng ng nh Hình1.
ườ ạ
ữ ẽ ạ ầ ố ố ng ng ủ ườ hình 2,ta xét nh ng hình d ng khác nhau c a đ
ng ng ,đ u vào s chia ớ ể ề
ẽ ạ ầ ổ
ể ề ớ Hình 1: D ng đ Ở thành các chi u dài 50mm ,100mm ,150mm ,200mm v i các bán kính có th là ể 5mm ,8mm ,10mm ,12mm . Đo n chuy n đ i 20mm . Đ u ra s chia thành các chi u dài 20mm ,60mm v i các bán kính có th là 3mm ,5mm ,8mm.
ổ ả ả ể ứ ọ
ớ ạ ề ề ạ
ầ ầ ề
ệ ữ ố ộ ủ ườ ẽ ố ườ
đ u ra ,đ ả ử ằ ng kính ng, chi u dài ộ ậ ộ s r ng m t đ và đ nh t c a
ằ t và là h ng s .
ầ h u h n,th hi n qua ph n m m đ h a
ầ ử ữ ạ ệ ủ ườ ề ố ộ ể ệ ầ ồ ọ ủ ố ng kính đ u ra c a ng và t c đ có
ự Hình 2 : Mô hình dòng ch y nh a Đ ch ng minh cho quá trình tính toán ,không gi m t ng quát ta ch n ể chi u dài đo n đ u vào là 50mm v i bán kính 5mm ,chi u dài đo n chuy n ớ ổ ể đ i là 20mm ,chi u dài đ u ra là 20mm v i bán kính 3mm. Ta s tìm hi u ề ở ầ ố ố ng ng m i quan h gi a t c đ c a đ ố ớ ủ ớ ệ ố ế ộ i h s Reynold. Gi ng tác đ ng th nào t ố ế ự nh a đã bi = ử ụ ươ S d ng ph ng pháp ph n t ố ế ậ ượ ta thi t l p đ c m i quan h c a đ ể th có trong Hình 3.
ng kính 1,5 mm ng kính 3mm ố ệ ủ ườ
ừ ố i đa
ạ ấ ằ ả ấ ằ
ươ ả ố ộ ố ng kính ng và t c đ dòng ch y ố ộ ố ở ị v trí 1,5mm thì t c đ t ậ ố s v n t c dòng ch y đ t giá tr l n nh t b ng v n t c ể ng trình (2) đ tính ị ớ v trí có bán kính 3mm ,ta thay vào ph
ẫ ố ợ ỉ ệ ườ đ ệ ư ng kính ng d n cũng có m i quan h nh
ố ộ ẽ ả ệ ủ
ườ ị ng kính 0mm A : V trí có đ ườ ị B ,B’ : V trí có đ ườ ị C ,C’ : V trí có đ Hình 3 : M i quan h c a đ ệ T m i quan h trong hình trên ta th y r ng ả ử ậ ố là 41,939 mm/s .Gi ả ở ị ủ c a dòng ch y ệ ố h s Reynold cho phù h p quá trình RTM . ố T c đ dòng ch y và t l ố hình v 4 . Quan h c a chúng theo hàm s : Y = 0,47953 + 25,61355 X
ệ ữ ố ộ ả ớ ỉ ệ ườ đ ng kính
ầ ố ố Hình 4 : Quan h gi a t c đ dòng ch y v i t l ầ đ u vào ng/đ u ra ng .
ườ ổ ỉ ệ ườ ầ ng kính đ u vào và đ
đ ổ
ả ở ầ ầ v i đ
ằ ng ng là h ng s thì khi mà đ
ầ ự ở ầ ệ ữ ố ộ ả ố ố ộ ng kính đ u ra ,t c đ ố ộ ự ở ầ đ u vào và ả đ u vào và đ u ra mà không ph i là ể đ u vào và ki u dáng ,kích ng kính đ u ra là 6mm ,10mm , ệ ố đ u ra và h s
ẽ ớ ự ầ V i s thay đ i t l ừ ế ả dòng ch y cũng thay đ i theo. T k t qu trên thì t c đ nh a ả ỉ ệ ớ ườ ố ầ ng kính ng đ u ra ph i t l ả ử ố ộ ự ở ầ ủ ố ề ớ s t c đ nh a v i chi u dài c a ng .Gi ườ ố ố ướ ườ th c đ 15mm thì ta có m i liên h gi a t c đ dòng ch y nh a ư Reynold nh hình v 5.
ệ ữ ố ộ ầ ệ ố Hình 5: Quan h gi a t c đ đ u ra và h s Reynold
ư ệ ủ
ứ ỏ ơ ằ
ề ữ ệ
ề ổ ố ả ệ ố ẫ ự ố ơ
ả ẫ ả ố
ườ ề ầ ố
ượ ố ổ ươ đ u ra cho ta 4 ph c kích th
ể ả
ẩ Quan h c a chúng nh sau : + 6mm : Y = 2,85239 .10^6 + 0,00144 X + 10mm : Y = 1,05055 .10^– 6 + 0,0024 X + 16mm : Y = 7,97777 .10^– 7 + 0,00384 X Theo các công th c trên thì h s Reynold đ u nh h n 1 .B ng cách này ể ễ ể ự ta có th d dàng thay đ i ng d n nh a cho nh ng thí nghi m khác nhau đ ể ố ộ t h n . đi u khi n t c đ dòng ch y nh a t Ế Ậ ự K T LU N : Trong quá trình RTM ,nh a ch y trong ng d n ph i phù ớ ệ ố ợ h p v i h s Reynold ( Re<1 ) . ủ ầ ằ B ng cách thay đ i chi u dài và đ ng kính c a đ u vào và đ u ra t c ở ộ ở ầ ươ ng trình trên . Thông qua 4 ph đ ng trình này ta có ướ ườ ể ứ ố ộ ố ộ ự ở ầ ng ng ,t c đ nh a c đ th tính toán đ đ u ra ( t c t c đ ệ ố ự ỹ ầ ả nh a lúc vào trong khuôn) và h s Reynold đ đ m b o các yêu c u k ợ ả ậ thu t cho ra các s n ph m phù h p .
ườ ng kính c a đ u vào là 6mm ,10mm ,16mm ,20mm
ả ượ ố ộ ườ ớ ạ ừ i h n t 0
ủ ầ ầ ế ố ộ ượ ớ ạ Ví d :ụ Khi đ + Đ ng kính đ u (b) là 6mm thì t c đ ph i đ 700mm/s .Vì n u t c đ v c gi i h n trên thì Re >1 . t quá gi
ầ ườ ố ộ ả ượ c gi ớ ạ ừ i h n t 0
ố ộ ườ ầ ả ượ c gi ớ ạ ừ i h n t 0
ườ ẫ ủ ơ ố ộ ề ỉ ng kính 10mm và đi u ch nh t c đ hút c a b m
+ Đ ng kính đ u (b) là 10mm thì t c đ ph i đ 420mm/s . + Đ ng kính đ u (b) là 16mm thì t c đ ph i đ 260mm/s . ọ ố Ch n ng d n có đ ả chân không trong kho ng 400 mm/s .
ế ế
t k khuôn : ơ ộ
ế
3. Tính toán thi ắ ế Chi ti t : N p che đ ng c ô tô ẽ ả B n v chi ti
210
80
B
B
A
A
250
0 8 1
C
C
0 0 2
40
0 6
130
180
0 0 1
t :
B B
0 2
0 5
0 1
5
0 2
0 4
180
0 2
0 2
R
1 2,
5
A A
5
0 1
C C
5
ữ ẩ ộ ơ ỏ
ủ ả ư ướ ậ ở ộ Tính năng c a s n ph m : + Che cho đ ng c ô tô tránh kh i nh ng tác đ ng bên ngoài nh n ữ c hay nh ng v t bên ngoài .
ầ ủ ả ế ẩ ộ ị ườ ủ ng xuyên c a
ạ ự ữ ủ ế ỏ Yêu c u c a s n ph m : + Chi ti ộ ứ ngo i l c nên đ c ng v ng c a chi ti t không ch u tác đ ng th t không đòi h i cao .
ườ ộ
ế ớ
ng ơ ỏ ủ ạ ự ậ ả ơ ế ắ t th ộ ệ ộ ầ t đ cao do đ ng c t a ng có xăng d u và nhi ố ả t ph i có kh năng ch ng l i s oxy hóa c a xăng
+ Do che ch n cho đ ng c nên chi ti ườ xuyên ti p xúc v i môi tr ế ề ặ ủ ra,vì v y b m t c a chi ti ầ ấ ầ d u ,không th m xăng d u.
ọ ự ậ ệ ệ ầ ế ạ ở
ằ ế ợ ế i .Vì th chi t y u trong nh ng năm t
ướ ượ ợ L a ch n v t li u ch t o : +Nh đã nói ự ậ tinh b ng s i th c v t là xu h ừ ự nh PEKN đ ti ư ấ ế ng t ườ c gia c ợ c làm t ế ượ t đ ủ trên ,vi c d n thay th s i th y ữ ớ ằ ng thêm b ng s i tre .
ọ ự ươ ả ng pháp : + Ph ể
ấ ộ ượ i,nh ng còn
ươ ơ ng pháp đ n gi n ,d ng pháp RTM là ph ư ế ớ ụ c áp d ng r t r ng rãi trên th gi ể ệ ứ ệ ệ ươ L a ch n ph ấ làm ,chi phí th p nên đã đ ẻ ở ớ khá m i m Vi t Nam .Do đó vi c nghiên c u và phát tri n công ngh này
ộ ở ướ n c ta. Chi ti
c quan tâm ậ ỹ ư ơ ế ắ t n p che đ ng c ô tô không đòi ế t khác trong xe ô tô nh các chi
ư ữ ệ ử ụ ạ ể ế ạ ệ ế t n i ,ngo i th t ,nên vi c s d ng công ngh RTM đ ch t o chi ti t là
ể ự ấ ượ đang r t đ ỏ ầ h i yêu c u k thu t cao nh nh ng chi ti ấ ế ộ ti ệ ượ có th th c hi n đ c .
ọ ự ậ ệ
ạ ậ ệ ớ ướ ế ạ ệ t có kích th
ạ ế ề ậ ệ ệ ỏ
ả
ằ ượ ử ụ i bình ộ ề ả ả ờ c s d ng nhi u l n nên ph i đ m b o đ b n theo th i ng.Khuôn đ
ạ L a ch n v t li u khuôn : +Có hai lo i v t li u làm khuôn : khuôn kim lo i ằ và khuôn composite .Chi ti c khá l n ,vi c ch t o khuôn b ng kim lo i đòi h i chi phí v v t li u và chi phí gia công cao .Trong khi vi c ế ạ ạ ơ ch t o khuôn b ng composite khá đ n gi n mà chi phí l ả ề ầ ườ th gian .
ậ ệ ự ọ t c a s i th y tinh nên ta ch n v t li u là nh a PEKN
ủ ợ ượ ườ ủ ằ Vì c tính r t t đ ơ c gia c ấ ố ủ ợ ng thêm b ng s i th y tinh .
ỹ ầ ậ ủ ừ t ,khuôn
ọ ủ ứ ầ ế ế ủ ế t k c a chi ti ượ ư t nh góc l ế ộ n ,đ
Yêu c u k thu t c a khuôn : +T hình dáng thi ả ph i đáp ng đúng các yêu c u hình h c c a chi ti ố d c,.v.v
ặ ầ ố ự ố ẫ ị (*) Tính toán v trí đ t đ u ng hút và ng d n nh a trên khuôn :
ự ẫ ị ặ ố (a) Tính toán v trí đ t ng d n nh a vào khuôn:
ầ ả ẫ t v trí đ t ng d n ,ta c n quan tâm t ớ ư ượ i l u l ng dòng ch y vào
ỗ ị ể ế ị Đ bi ạ khuôn t ặ ố ủ i m i v trí c a khuôn .
ư ượ ổ ả ậ ị T ng l u l ng dòng ch y tuân theo đ nh lu t Darcy :
ậ ố ả Trong đó : + v là v n t c dòng ch y lúc vào khuôn .
+ K là đ th m ộ ấ ướ ủ ợ t c a s i
ớ ủ ộ ự + n là đ nh t c a nh a
ự ủ + là Gradient c a áp l c.
ố ớ ợ ườ ấ ỳ ướ ự ượ ư Đ i v i s i gia c ng b t k ta có 3 h ng tr c giao đ ế c tính đ n nh sau :
; ;
ẩ ạ ậ ệ ể ữ ể
ướ ướ ườ ế ẫ ấ ị ế ợ Tính th m th u có th khác nhau đáng k gi a các lo i v t li u .N u s i ng 1 gia c ng ng u nhiên thì cho Vf % th p còn n u đ nh h ấ ị ng đ nh h
ề ườ ấ ủ ợ ượ ỏ c b ng đ
ươ ố ớ ướ ng Z th ấ
ố ườ ướ ư ợ
ượ c b qua . Nhi u s i gia c ơ ả c coi là c b n đ ng h
ẳ ấ ệ ỏ ợ
ấ ọ ộ
ả ử ề ặ ư ấ ộ ẩ ng này ng đ i dày đ th m th u theo h ủ ấ c đan thành t m (nh s i th y ng đ ặ ướ ừ ẳ ng trong m t ph ng nhìn t ữ ủ ị ướ ng c a chúng,nh ng t m s i gia ổ ẽ ư ng g i là t m mat ) s đ a ra m t cách t ng quát mô hình ọ s b m t th m là nh nhau theo m i
ướ ộ ẩ chi u thì cho Vf% cao. Đ th m th u c a s i theo h ậ qua ,th m chí đ i v i khuôn t ề ợ ượ ỏ cũng đ ể ượ tinh ) cũng có th đ ấ khái ni m th m th u. B qua tính d h ườ c dòng ch y c b n trong khuôn . Gi ươ h ẩ ườ ng (mà th ả ơ ả ng .Ta có ph ng trình :
ự ẩ ấ ờ ợ Trong đó : + T là th i gian th m th u nh a vào s i
ư ủ ề ề ặ
+ L là chi u dài đ c tr ng c a khuôn ( Hay chi u dài trung bình ủ c a khuôn)
ộ ự ằ ầ ọ ố ụ + C là h ng s ph thu c l a ch n ban đ u
ặ ở ạ ẫ ớ ầ ố V i đ u ng d n đ t c nh thì C =1/4
ặ ở ị ẫ ủ ớ ầ ố V i đ u ng d n đ t v trí các góc c a khuôn thì C =1/6
ẫ ằ ố ượ c tính
ặ ở ị ườ ữ ố ứ ớ ầ ố V i đ u ng d n đ t theo công th c .Trong đó X=( đ v trí gi a khuôn thì h ng s C đ ẫ ng kính ng d n )/L
ế ườ ẫ ố N u đ ng kính ng d n (d) : d=1% L thì C =2
ế N u d =10% L thì C=0,9.
ớ ấ ư ậ ế
ế ạ
ở ớ ặ ở ạ ầ ợ c nh khuôn. Do đó trong đa s tr
ặ ở ữ ự ở ị ứ ở ổ ặ ố ấ ằ Nh v y,v i áp su t duy trì không đ i khi hút ta th y r ng n u đ t ng hút ấ ẽ ộ các mép ngoài cùng ( 4 góc n u khuôn có d ng hình h p) thì T s nhanh g p ẽ ặ ầ 4 l n so v i đ t ng h p ta s đ t đ u vào nh a v trí mép khuôn,ch không đ t ố ườ gi a khuôn .
ấ ủ ự ụ c áp su t c a nh a ph
ấ ộ ể ế ượ ề ế ể ị t đ ỉ
ề ế ấ ự ợ ộ ự ố ổ
V n đ quan tâm khác là làm th nào đ bi ờ ờ thu c th nào vào th i gian đ k p th i đi u ch nh máy cho phù h p . Hình 6 ỳ cho th y s phân b áp l c trong lòng khuôn ,nó thay đ i trong m t chu k b m .ơ
Hình 6
ẽ ấ ượ ự ự ạ ổ ủ c s thay đ i c a áp l c t
ớ ặ ạ ồ
ẳ ự ạ ầ ố ể ẫ ấ
ữ ể ễ ạ ị
ị ủ ự ự ố ộ i m t đi m trong khuôn . Ta cũng s th y đ ấ ố ộ ề ộ i mép V i m t b r ng khuôn ph ng và không đ ng nh t , ng d n đ t t ở ổ ự i đ u ng hút là không đ i ,áp su t trong khuôn khuôn ,áp l c hút nh a t ữ nh ng v trí khác nhau cho nh ng giá tr khác nhau. Hình 7 bi u di n d ng chung c a s phân b áp l c .
Hình 7
ổ ế ụ ế ấ ợ ộ ườ ứ ng h p ph bi n nh t có công th c ph thu c : T = n/P . [f(Vf ,k t
Tr ấ c u khuôn)] . [f(L)]
ứ ọ
ủ ế ấ
ủ ọ ợ ng c a hình d ng hình h c s i
ườ ượ ế ằ Trong đó : K đ ấ và vài tính ch t khác c a ch t gia c ọ ủ ầ và hình dáng hình h c c a đ u hút . nh h ị ế ng và Vf% đ n giá tr K đ gia c ề ộ c thay th b ng m t vài ch c năng v hình dáng hình h c ng. L liên quan đ n tính năng c a khuôn ạ i đây . ườ ủ ưở Ả ứ ướ ượ c nghiên c u d
ưở ủ ấ ủ ấ ườ ấ Ả (*) nh h ng c a c u trúc và Vf% c a ch t gia c ng lên tính th m.
ườ ề ố ệ Ph ng trình Kozeny –Carman v m i liên h này :
ằ ố Trong đó : + C là h ng s
ườ + d là đ ợ ng kính s i
ộ ố ứ + B là đ x p (t c 1 Vf)
ự ụ ủ ầ ộ ủ ổ ị ự ấ ể ừ
ữ ủ ể Hình : S ph thu c c a áp su t vào s thay đ i v trí c a đ u hút k t đi m chính gi a c a khuôn.
ễ ự ụ ướ ự ể ấ
ổ ị ộ ủ i đây bi u di n s ph thu c c a áp su t vào s thay đ i v ể ừ Còn hình d ủ ầ trí c a đ u hút k t mép khuôn.
Hình
ể ừ ẫ ạ ặ ố ế ệ ả i mép khuôn thì vi c gi m
ồ ấ ấ ấ ấ ấ ằ T 2 bi u đ này ta th y r ng n u đ t ng d n t ự ẽ ả áp su t là th p nh t và nh a s ch y vào khuôn nhanh nh t .
ặ Ố ị (b) Tính Toán V Trí Đ t ng Hút
ươ ạ ả ố ố ứ ặ ọ ị ng đ i đ i x ng ,ta ch n v trí đ t
t có hình d ng đ n gi n và t ủ ữ Do chi ti ạ ố ng hút t ơ ế ề ộ i chính gi a mép b r ng c a khuôn .
3 .Tính toán máy hút chân không
ệ ượ ấ ướ Hi n t ng th m t
ế ợ ộ ỏ ơ ự ấ ướ ả ả
ợ ế ườ ỏ ơ
ả
ố ượ
ữ ộ ườ t .L y m t tr ể ế
ế
ể ả ợ ng h p gi ế ả c và di chuy n vào bên trong đ gi m thi u năng
ề
ươ
ự ư
ẹ
ẫ
ố
ng t
nh mao d n tăng lên trong ng h p
ữ ề ặ ấ ỳ ự t x y ra m t cách t S th m nhiên khi góc ti p xúc gi a b m t b t k ượ ộ ấ ỏ ự c gia ng h p nh a epoxy đ và ch t l ng ph o nh h n 90 đ .Trong tr ự ữ ộ ỏ ả ườ ng thêm s i C thì góc ti p xúc ph i nh h n 20 đ .B qua nh ng l c c ấ ỏ ỉ ự ủ ợ ặ khác ,ch xem xét nh ng gì x y ra khi s kéo c a s i g p ph i ch t l ng ấ ự ế ỗ ả ị ấ ướ ng nh a ti p xúc đ nh ch mà kh i l th m ằ ở ị ự ế ầ ớ ợ Ở ờ ề th i đi m ti p xúc đ u tiên ,s ti p xúc n m v trí ti p đ u v i s i . ượ ộ ố ướ ợ ớ ợ t s i ,m t h lõm đ tuy n v i s i .Khi dòng ch y làm c hình thành và ể ả ể ầ ban đ u làm ề ặ ượ l ặ ướ ướ t m t tr ẽ ng b m t .Hình v
Đi u này t
ự ế ớ ề ặ ợ
ướ ẽ ể ụ nh a ti p t c di
ắ ầ ử ự ế ụ t . D i tác d ng c a s c căng b m t ,các phân t ồ ẳ ị ủ ứ ế ằ
ứ ề ệ ề i s khác bi
ấ ấ ỳ ộ ề ặ ấ ỏ Hình v bi u th khi nh a ti p xúc v i b m t s i và b t đ u ấ ướ ề ặ th m ở ố ể chuy n vào bên trong cho đ n khi h lõm tr nên b ng ph ng và không t n ạ ự ấ ỏ ề ặ t t v áp su t quanh b m t ch t l ng . Ta có công th c v áp ự ồ ạ l c t n t i trên b t k m t b m t ch t l ng cong nào :
ề ặ ấ ỏ ấ ỏ ứ ỗ ớ
ị ị Trong đó : + Y là s c căng b m t ch t l ng (V i m i ch t l ng khác nhau thì giá tr này luôn xác đ nh )
+ R1, R2 là bán kính khái quát hóa
ầ ế ể ỉ ằ ả
ế ả ự ợ ề ặ ầ ợ
ạ ụ ớ ữ ấ ớ ạ ừ ị ả ấ ạ ề ặ ả ấ ỏ ủ ự ầ
ự
ả ợ ạ ừ ướ ụ ả ỏ ấ ữ N u R2 là vô h n thì R1 có th tính x p x b ng 0,5 l n kho ng cách gi a ứ ợ 2 s i liên ti p.Ví d v i nh a epoxy thì s c căng b m t là 40 dynes/cm và ấ ằ ế ả ử s kho ng cách gi a 2 s i liên ti p b ng 0,4 l n bán kính s i C (Vf% x p gi ấ ỏ ằ x b ng 63%) thì áp su t l n nh t quanh b m t ch t l ng vào kho ng ở ầ g n đ u ch y vào c a nh a ,áp su t t 28Kpa hay 4psi. Ngo i tr v trí ỗ ấ ở ữ ượ t qua áp su t đây v ụ ự gây ra l c tác d ng có xu h i nh ng ch khác .Ngoài ra dòng ch y nh a này cũng ế ở t i t ng nhóm s i nh . Gi ng co c m t thi
ự ụ
ợ ợ ớ ẳ ả ả
ữ ế ợ
ướ ẽ ớ
ả ạ ủ ụ ả
ợ
ự ứ m c vi mô,các s i là hoàn toàn th ng thì l c này nhanh chóng làm co c m ệ ấ ả ữ ự ế ụ nh ng s i này v i nhau và ngăn c n hi u qu dòng ch y nh a ti p t c th m ợ ụ ộ ướ ự t vào trong. Trong nh ng nhóm s i c c b đó ,n u các s i có s không ủ ẳ ướ ng tâm c a đ ng h ng v i nhau thì chúng s làm tăng kh năng không h ộ ố ạ ợ ề ợ ạ ố i kh năng co c m l i c a nhóm s i ,t o ra đ x p các s i ,đi u này ch ng l ả ồ ạ ỗ ổ ữ i trong nhóm s i ) làm cho dòng ch y h ng t n t trong bó (chính là nh ng l ể ả nh a có th ch y vào.
ạ ụ
ặ ấ ướ ằ ề ủ ứ i tác d ng c a s c căng b th i đi m ễ t di n ra t
ở ờ ả ượ ả
ộ ợ ướ t trong m t bó s i d ớ ạ i tr ng thái cân b ng ề ặ t ti p t c x y ra thì b m t dòng ch y ph i đ ờ ể ự ấ ướ ế ự ả ấ ẽ ướ ư ể ế ả ấ ướ Các giai đo n th m ự m t nh a .Quá trình th m t5 .Đ s th m ,nghĩa là ph i tăng thêm áp su t cho đ n th i đi m t6 .Nh hình v d ể ở ộ c m r ng i đây :
ở ạ ạ ế trên,dòng ch y s d ng l
ợ ườ ả ẽ ừ ạ c tr ng thái cân ự ấ ư
i không hoàn toàn .Đ th m
ạ ạ ằ
ề ặ ố ộ ả ế ế ữ ợ ớ ợ ủ
ả ộ ủ ợ ớ ợ ấ ả
ạ ượ ư i n u đ t đ Nh đã nói ả ằ ữ ằ ng h p mà tr ng thái cân b ng x y ra nh ng s th m b ng .Có nh ng tr ướ ợ ạ ể ấ ướ ả ấ t x y ra hoàn toàn thì b m t ch t t s i l ỏ ệ l ng ph i ti p xúc v i s i tr c khi đ t tr ng thái cân b ng. Có m i liên h ữ gi a góc ti p xúc c a nh a và kho ng cách gi a s i v i s i .Xét m t nhóm ợ ồ s i đ ng nh t nào đó ,s ph thu c c a kho ng cách s i v i s i vào Vf% có ể ượ th đ ớ ợ ướ ự ự ụ ự c tính toán và d đoán theo hình 6.
Hình 6
ụ ữ ấ i hình 7 ,vi c th m
ư ướ ị ợ ạ ầ
ụ ế ấ Ở ữ ự ể ạ ượ ự ấ ướ nh ng v trí có m t đ nh a cao ở c s th m ệ ậ ộ ự t hoàn toàn. Vf%
ế ộ ố ớ Đ i v i nh ng c m s i t o thành hình l c giác nh d ướ ự ả t t x y ra mà không c n đ n áp su t. ộ ầ không c n tác đ ng thêm áp l c đ đ t đ ụ đây ph thu c vào goc ti p xúc A .
ớ V i A = 0 , Vf% = 68%
ớ V i A = 10 , Vf = 69,2%
ớ V i A =20 , Vf = 72,2%
ớ V i A =30 , Vf = 78,2%
Hình 7
ầ ợ ẽ ắ ự ằ ả ắ
ế ằ ả H u h t nh a có A n m trong kho ng 1020 nên nhóm s i s ch c ch n có Vf% n m trong kho ng trên .
ủ ợ ẽ ỉ ệ ể ướ ng c a s i s tăng lên theo t l th tích .S th m
ấ ướ ẽ ả ấ ứ ế ấ ướ ự t theo h Áp l c th m ả ướ th u theo m c dòng ch y th m ự ẩ ổ ẽ ả c tính c u Kozeny Carman s gi m nhanh chóng .Do đó t ng ả t s gi m n u Vf% tăng lên (Hình 8):
Hình 8
ằ ả ị ấ ướ ợ ự ệ đ nh r ng vi c th m
ự ế ự ộ ấ ệ t s i kéo theo vi c xu t hi n áp l c làm tăng ẫ ồ ạ thì v n t n t
ạ i áp l c tác đ ng theo ự ố ng mao m ch gia tăng trong các ng. Áp l c ng t
ệ Gi ả hoàn toàn dòng ch y xuyên tâm .Th c t ự ư ệ ượ ề chi u d c t nh hi n t ượ này đ ọ ươ ứ c tính theo công th c :
ớ ạ ứ ự
ế ệ ẫ ấ ả ự ọ °. Đi u này d n đ n m t áp l c d c xu t hi n trong quá
ả ở 65Vf
ở ượ ể ệ V i các lo i nh a epoxy có s c căng b m t kho ng 40Dynes/cm và góc ti p xúc A kho ng 18 ấ ướ trình th m ự ạ % .Áp l c t ề ặ ả ộ ế ề t vào kho ng 14 Kpa (2psi) i các Vf% khác nhau cũng đ 40Vf% và 40Kpa (5,8psi) c th hi n trong hình 8.
ự ượ ự i và v
ế
ư ậ ọ ở ở
t quá áp l c ả ẽ ả ơ ẩ ướ ệ ẽ ấ
ể ợ
ấ ướ ợ ẽ ấ
ư ồ ạ ữ Nh ng áp l c này không cao nh ng chúng luôn t n t ệ ả ặ ầ t . M t khác vi c ngăn c n dòng ch y s tăng lên c n thi t trong vùng m ẩ ấ ướ ượ ế t đ n u Vf% tăng ,nh v y vi c th m c thúc đ y b i dòng ch y d c ữ ơ trên nh ng vùng Vf% cao s nhanh h n nh ng vùng có Vf% th p h n. Quan ế ấ ự ắ nh ng ph n tinh cho th y s s p x p các vi s i cso th khá khác nhau sát ả ừ ể t s i s th m t ướ ầ i đi m kia .Do đó dòng ch y nh a làm th m ướ ọ ợ ướ ả ự ề ng tâm và theo chi u d c s i Hình 9: ữ ở ữ ớ đi m này t t theo c 2 h ể ng là h
Hình 9
ộ ệ ấ ng lèn ch t các s i v i nhau làm cho vi c th m
ướ ụ ợ t di n ra d c theo tr c s i và theo c chi u h
ễ ấ ụ ộ ề
ầ ủ ợ ủ ứ ễ ợ ớ ề ướ ộ ợ ng kéo ra cùng nhau. Đi u này d dàng đ
ề ườ ợ ướ ự ế ằ b ng cách nhúng s i gia c ượ ấ ng vào trong ch t
ặ Ngoài ra có m t vài xu h ủ ợ ả ọ ướ ng tâm c a s i. Hình 10 cho th y m t ph n c a nhóm s i (Vf% =50%) ,m t tác d ng c a s c căng b ặ c m t làm cho các s i có xu h ệ ể ki m nghi m trong th c t ể ấ ướ ỏ l ng đ th m t .
ự ự ớ ợ ế
ệ ề ặ ợ ẽ ộ ự ướ ệ ấ ướ t ,trên ợ ng kéo các s i
ẽ ướ ư ắ ầ Khi nh a th c hi n quá trình ti p xúc v i s i và b t đ u th m ặ các m t cong trên b m t s i s xu t hi n m t l c có xu h ạ ầ l i g n nhau nh hình v d ấ i đây.
ệ ớ ở ụ ứ ề ỉ m c 3 ,ta đi u ch nh m c áp
ế ợ ủ ữ ơ ả K t h p v i nh ng kinh nghi m tính toán ự l c hút c a máy b m chân không vào kho ng ….
ế ạ
II .Ch T o Khuôn
nua khuon tren
nua khuon duoi
A
A
A A
ế ạ Tính Toán Ch T o Khuôn
1.Yêu C u ầ
ụ ề ặ ị ả
ượ ọ ữ
ạ ộ ứ ộ ầ ế ạ ữ
ữ ả ầ ệ
ẩ c g i là thân khuôn .Khuôn ép ắ ớ ặ ề ầ ầ ẩ ắ ộ ơ ả Do khuôn ép có tác d ng t o b m t đ nh hình cho s n ph m nên khuôn ph i ứ c ng v ng ,ph n tăng đ c ng v ng đó đ ả ể ầ c n ph i ch t o đ tránh đ cong vênh khi b t vít 4 góc ,v i nh ng s n ế ắ ọ t quan tr ng .Chi ti ph m c n tính chính xác cao thì yêu c u này đ c bi t n p ch n cho đ ng c ô tô không có yêu c u cao v tính chính xác .
ấ ạ 2 .C u t o và tính toán khuôn .
ậ ệ
ộ
ủ ế ng pháp ép ấ ạ c g i là khuôn ép ngu i .Tùy thu c vào hình d ng và c u t o ừ ượ ử ụ ả ạ ỏ ộ ấ c s d ng cho s n xu t hàng lo t nh và v a
ẩ ả ằ ươ Khuôn ép b ng v t li u composite –do ch y u dùng cho ph ạ ượ ọ ộ ngu i nên đ ủ ả ẩ c a s n ph m mà nó đ ả (kho ng vài trăm s n ph m ).
ộ ộ ồ M t khuôn ép ngu i bao g m :
ề ặ 2.1 B m t khuôn
ớ ớ ề ặ ệ ủ ả ượ ự
ặ
ậ ẩ ệ ậ ề ặ ế ự ể ậ
ụ ớ ố ủ c tác d ng c a styren và nhi ạ ượ i đ
ợ ộ ề ệ c th c hi n làm b L p b m t là l p làm vi c c a khuôn nên ph i đ ể m t th t c n th n .Do khuôn dùng đ ép hút chân không nên trong quá trình ớ làm vi c ,b m t ti p xúc tr c ti p v i Styren có trong nh a .Vì v y ,đ làm ệ ề ặ ệ vi c lâu dài ,l p b m t này c n ch ng l t đ 80ộ ự ế ầ °C và có đ dày phù h p .
ề ặ ộ ợ ượ ừ ự c làm t nh a UP
B m t khuôn có đ dày phù h p là 0,40,7 mm và đ vì ….
ộ ể ủ ự
ấ ộ i ta thêm ch t đ n , đôi khi ẫ ệ ả ườ ộ
ư ộ ắ ặ ộ ồ ườ ệ Đ tăng đ quánh c a nh a UP thì ng ấ ộ ể ả không c n cho ch t đ n nh ng đ gi m đ co ngót và c i thi n tính d n ộ nhi ng tr n thêm b t s t ho c b t đ ng . ầ t ta th
ộ ắ ườ ạ ớ +B t s t : đ ng kính h t 2 – 7 μm ,t ỷ ệ l ự so v i nh a là 10 %.
ộ ồ ườ ạ ớ +B t đ ng :đ ng kính h t 2 7 μm ,t ỷ ệ l ự so v i nh a là 75%.
ộ ắ ườ ng kính
ề ặ ế ộ ồ ệ ộ Ta ch n b m t khuôn có đ dày 0,5mm và dùng b t s t có đ ơ ạ t ki m chi phí h n b t đ ng ) . h t 0,3 ọ μm (vì ti
ớ ườ 2.2 L p gia c ng
ớ ng riêng 225
ố ượ ớ ủ ữ ớ ồ ứ ề ặ ả ề ố ớ ụ Bao g m :+L p trên cùng là l p l a th y tinh ,kh i l ế g/m2 ,có ch c năng tăng m i liên k t gi a l p b m t và l p v i n n .
ủ ị
ố ượ ướ ẽ +D i l p l a th y tinh là các t m mat th y tinh đ nh h ướ ớ ụ ấ ủ ng riêng là 450g/m2 (hình v ) . ng ,kh i l
ự ế ớ ớ ệ ắ t r n
ộ +Liên k t toàn b các l p này v i nhau là nh a nhi PEKN .
ầ ủ ặ ấ ề ặ ạ
ấ ự
ạ ể ế ự ớ ế ụ ặ ấ ề i cho 2 t m mat ti p xúc đ u nh a v i nhau .Ti p t c
ấ ớ ớ ư ậ ự ề ệ ố ộ
ủ ề
ố ờ ự ắ ọ
ượ ề ậ ở ướ ế ạ ả ẩ ế Ti n hành : Đ t t m mat th y tinh đ u tiên lên b m t t o khuôn ,quét ộ ớ ề đ u m t l p nh a PEKN lên t m mat sau đó đ t t m ti p theo lên ,dùng con ế lăn đ lăn qua lăn l ầ ủ th c hi n nh v y cho t i l p cu i cùng tùy thu c vào chi u dày yêu c u c a ế ụ ụ ặ ấ khuôn .Cu i cùng là đ t t m l a th y tinh lên và ti p t c lăn ép cho đ u .Sau ằ đó ch nh a đóng r n .Ph ng pháp này g i là lăn ép b ng tay (handlayup) ẽ ượ s đ ươ c dùng trong quá trình ch t o s n ph m đ c đ c p i . d
ủ ớ ườ ườ ừ ộ ng th ng t 5mm 8mm tùy thu c vào kích
ề ướ ủ Chi u dày c a l p gia c th c c a khuôn .
ồ ả ủ ế
ỗ ấ ớ ữ ấ ự ể
ớ ộ ớ ủ ủ ỗ ầ ặ ấ ự ằ
ạ ề ặ ấ ể ữ Bao g m nh ng l p v i th y tinh x p đè lên nhau .Gi a m i t m mat ệ ắ th y tinh ,ta quét m t l p nh a nhi t r n đ liên k t các t m v i nhau .Sau m i l n đ t t m mat th y tinh lên nhau ,ta th c hi n thao tác lăn ép b ng tay (dùng con lăn đ lăn qua lăn l ế ệ i b m t t m mat ) .
ọ ấ ủ ố ượ ×30×1,5 mm ,kh i l ng
c 30 ướ ×1500×1 mm ,kh i ố
ủ ự ệ ắ ầ ướ Ta ch n t m mat th y tinh có kích th ụ riêng 450g/m2. T m l a th y tinh có kích th ượ l ấ ng riêng là 225g/m2. Nh a nhi c 1500 t r n PEKN có thành ph n :
ầ 2.3 Ph n thân khuôn .
ườ ướ ớ ụ ữ ữ ệ ặ ng có kích th c l n và n ng vì có nhi m v gi
ằ
ể ầ ổ ộ
ự ừ ấ ợ
ầ ầ v ng và Ph n này th ể ữ ộ ứ tăng đ c ng v ng cho khuôn trong quá trình lăn ép b ng tay hay di chuy n ỏ ở ự khuôn ,v.v. Đây là ph n đ bê tông nh a .Đ cho đ co ngót đây là nh ự ườ ng h p này dùng nh t ,ng oi ta dùng bê tông nh a EP .Bê tông nh a trong tr ự ầ ướ ạ ÷3mm ,t cát khô ,kích th ÷600 ph n cát ,100ph n nh a EP . c h t 1 ỷ ệ l 500
ể ả ữ ả ầ ầ ả ổ
ế ậ ộ ồ ượ ặ ọ Đ đ m b o tính c ng v ng cho ph n này ,yêu c u khi đ bê tông ph i ế ứ đ ứ c lèn ch t ,không có b t khí ,v t n t ,đ l i lõm và các khuy t t t .
ộ ộ ộ ế ấ ầ c c a chúng c n có k t c u
ư ữ ắ ướ ủ M t khuôn ép ngu i tùy thu c vào kích th ẽ ặ v ng ch c ,có đai ho c không có đai nh hình v :
ọ ỷ ệ ự ầ ầ Ta ch n t l ph n cát/ph n nh a là 550/100 .
ả ấ ả ề
ộ ỏ ợ ườ ệ ỏ ả ng ph i nung t t a ra là không
ỏ ồ ấ
ườ ố ể ạ ả ế ế t k
ể ề
ữ ử ả
ể ệ ẳ
ủ ề ẩ ắ
ướ ớ ẳ ơ ế ế ằ
ệ ữ ứ ả
ệ ệ
ượ ự ệ ấ t cho khuôn đ
ẩ Khi s n xu t các s n ph m có b dày thành m ng ,th nóng khuôn ép ngu i vì trong quá trình đ ng trùng h p ,nhi ắ ả ủ ế ắ đ n u mu n đóng r n nhanh (vì s n xu t đòi h i quá trình đóng r n ph i ỳ ấ ỏ ẽ ế ể nhanh đ đ t năng su t cao ) .Vì th đ chu k ép nh đi ng i ta s thi ớ ệ ượ ể ặ c sao cho đ u .V i t đ khuôn theo ki u có th đ t lên bàn máy gia nhi ướ ề ườ ng nh ng khuôn có chi u dày thành kho ng d i 2mm thì 2 n a khuôn th ệ ể ế ệ ừ ậ ằ bên ngoài .Do khuôn đ ch t t b ng ph ng đ thu n ti n cho vi c gia nhi ộ ạ ả c l n nên b dày c a khuôn t o s n ph m n p che đ ng c ô tô có kích th ợ t k khuôn b ng ph ng là không h p lý vì không cũng khá dày ,nên vi c thi ả ượ ổ ướ ả i ph i đ đ m b o tính c ng v ng cho khuôn ,do đó khuôn d c đ bê ắ ớ ẽ ư ậ t cho quá trình đóng r n cũng s khác v i khuôn tông .Nh v y vi c gia nhi ẽ ề ậ ệ ỏ c th c hi n qua máy s y (s đ c p m ng .Quá trình gia nhi ớ ở ướ d i ). i t
ế ạ 3. Ch T o Khuôn .
ầ ả
ỉ ẽ ượ ả ẩ
ụ ế ậ ủ ượ ủ ẫ ầ ng c a m u v t .Do đó yêu c u là không đ
ể ế ạ ỡ ư ả ấ ượ ậ ẫ ầ ủ ẫ ệ ậ Đ ch t o khuôn hoàn ch nh c n ph i có m u v t hoàn thi n ,có đ y đ ộ ấ ượ ấ ng c a khuôn ph thu c c s n xu t .Ch t l kích c nh s n ph m s đ ậ vào ch t l t trên c có khuy t t m u v t .
ẽ ượ ự ấ ằ ặ ằ ẫ
c làm b ng nh a ho c ậ ủ ủ ạ ầ ủ ậ Hình v cho th y các ph n c a v t m u b ng đ ậ ẫ ỗ ừ g .T hình dáng c a m u v t cho ta hình d ng th t c a khuôn .
ướ ế ạ ử 3.1 Ch t o n a khuôn d i
ẽ ử Hình v :N a khuôn d ướ i
ư ậ ậ ẫ ạ ướ ư ẽ Nh v y thì v t m u có hình d ng và kích th c nh hình v :
ấ ặ ầ ữ ộ
ắ ề ự ủ ề ặ ộ ề ặ ệ
ệ ầ ằ ế ổ
ủ ổ ủ ằ ậ ẫ
ủ ệ
ự ế ụ ặ ấ ạ ề ặ ự ặ ớ ụ ự ề ế ạ ượ ấ
ề ặ ể ạ ủ ị
ờ ế ướ ự Đ u tiên ta đ t nh ng t m mat th y tinh lên toàn b b m t khu n ,th c hi n lăn ép b ng tay đ u kh p b m t .Sau đó th c hi n đ bê tông cho riêng ph n chân đ .Đ bê tông xong , ta ti p t c đ t t m mat th y tinh lên ế i lăn ép b ng tay .Ti p lòng c a m u v t ,quét nh a đ u lên trên b m t và l ụ ặ ấ ế ự t c đ t t m mat th y tinh ti p theo lên ,quét nh a và th c hi n lăn ép cho đ n ủ ủ ộ c 5mm .Đ t l p l a th y tinh lên trên t m mat khi đ dày c a khuôn đ t đ ố ộ ớ th y tinh cu i .Sau cùng là quét m t l p m n lên trên đ t o b m t cho lòng ắ i .Ch đ n khi nh a đóng r n thì tháo khuôn . khuôn d
ế ạ ử 3.2 Ch t o n a khuôn trên .
ứ ử ề ặ ả ẩ ị
ế ạ ướ i
ướ ổ ặ ớ i đ t o thành khuôn kín hút chân không .Ch t o khuôn d ử i có chân đ bê
ữ ầ ổ N a khuôn trên có ch c năng đ nh hình b m t s n ph m và ép ch t v i ướ ể ạ lòng khuôn d ươ ự ư ế ạ nh ch t o khuôn trên .Do n a khuôn d cũng t ng t ử ồ tông r i nên n a khuôn trên không c n đ bê tông n a .
ặ ệ ủ ử
ườ ề ặ ử ữ ủ ầ ở ầ ầ ỏ ồ ở ữ t c a n a khuôn trên là trên b m t n a khuôn trên có nh ng g n mép ph n gi a c a khuôn .Ph n i lên
ể ng rãnh lõm và hai ch m l ồ ườ ỏ Đi m đ c bi đ khuôn có đ i nh . ng l
ế ứ ử Hình chi u đ ng n a khuôn trên
ế ạ ử ướ ẫ ươ ậ ự ạ ạ i ,ta cũng t o v t m u t ng t ủ ả hình d ng c a s n
Ch t o n a khuôn d ph m .ẩ
ậ ủ ử ẽ ẫ Hình v m u v t c a n a khuôn trên
ệ ệ ặ
ườ
ấ ữ ể ủ ặ ướ ề ồ ng vi n đó ch ng
ệ ỏ ơ ườ c nh h n đ ớ ợ ự ề ng vi n l ề ầ ủ ặ
ề ặ ủ ị ử ớ
ắ ỗ ặ ố ệ ướ ượ ở ữ ườ ở ự ị nh ng v trí đã đ đ t ng hút có đ ng kính 10mm
ắ ủ ấ ự Th c hi n vi c đ t các t m mat th y tinh lên nhau ,quét nh a đ u kh p ề ặ i lên b m t và dùng con lăn đ lăn ép . Trên m t làm vi c có đ ừ ắ ,ta c t nh ng t m mat th y tinh có kích th ở ị ớ v trí phù h p v i yêu c u c a khuôn 23 mm và đ t lên l p mat th y tinh ớ ể ạ .L p trên cùng thì quét l p m n đ t o b m t cho n a khuôn trên .Xong thì ờ c khoan ch đóng r n và tháo khuôn ra .Tháo khuôn xong ,ta th c hi n b ữ nh ng l c tính toán trên .
Ế Ạ Ơ Ộ Ắ Ằ Ệ
ƯƠ QUY TRÌNH CÔNG NGH CH T O N P CHE Đ NG C Ô TÔ B NG PH NG PHÁP RTM
ậ ệ ườ 1.Các v t li u th ng dùng
ợ ệ ử ụ ế ạ ượ ề ậ
c đ c p đ n ượ ế ủ ế ở c bung thành s i t
ắ ạ ỉ
ắ ợ ở ư ẽ ấ ầ ấ ữ ớ trên v i nh ng Vi c s d ng s i tre cho quá trình ch t o đ ợ ừ ữ ợ ấ ầ nh ng t c a nó .S i tre đ tính năng và tính ch t c n thi ợ ấ đo n tre ng n ,tr a qua các quá trình tách s i ,s y khô và g n k t s t o thành ố ạ các mat tre nh hình v ( có d ng t m g n gi ng các t m s i ế ẽ ạ trên ) .
ướ ế 2.Các b c ti n hành :
ậ ệ ướ ẩ ị B c 1: Chu n b khuôn và v t li u
ướ ể ạ B c 2: T o túi chân không đ cho khuôn vào
ị ự ướ ẩ B c 3 : Chu n b nh a và máy hút
ướ ự ự ệ ẩ ằ B c 4 : T m nh a và th c hi n lăn ép b ng tay
ướ B c 5 : Hút chân không
ừ ướ ụ ể 3 .Ta đi sâu vào t ng b c c th :
ướ ẩ ị B c 1: Chu n b khuôn
ạ ặ ằ
ượ ượ ự ằ ạ ộ ỗ c làm b ng kim lo i ho c v t li u composite ho c b ng g ép c tr n v i nh a vinyl khi s n xu t ).Khuôn b ng kim lo i
ỗ ườ ằ ớ ụ ế ẫ Khuôn đ (g ép này đ th ặ ậ ệ ấ ả t trong quá trình ti n hành . ệ ố t t ng là nhôm có tác d ng d n nhi
ượ ắ ố ễ ể c bôi ch t ch ng dính đ sau khi đóng r n d
ế ấ ặ ộ ấ ỏ ỏ t ra kh i khuôn .Ho c dùng m t t m màng m ng ngăn cách
ặ ớ ế ề ặ B m t trong khuôn đ dàng tháo chi ti m t trong khuôn v i chi ti t .
ậ ệ ế ạ ự ằ ồ ợ ấ V t li u ch t o bao g m các t m mat b ng s i tre và nh a PEKN
ắ ứ ế ắ
ơ ữ ữ c hay
ữ
ỏ ị ả ơ ố ượ ả ng c a ô tô ,v a thu n ti n cho vi c s d ng sau này
ầ ủ ộ ơ t n p che đ ng c ô tô có ch c năng che ch n ph n trên c a đ ng ế ắ ơ ớ t khác trong ô tô ,che ch n cho ở ư ướ ng b i nh ng tác nhân bên ngoài nh tránh n ẹ ể ừ ế ậ ệ t là composite ,v a nh đ ệ ử ụ ệ ủ ế ạ ế ủ ế ẫ t
ệ ộ Chi ti ộ ơ c , giúp ngăn cách đ ng c v i nh ng chi ti ưở ộ đ ng c kh i b nh h ậ ụ nh ng v t d ng r i vào .V t li u ch t o chi ti ổ làm gi m t ng kh i l ả ả mà v n đ m b o đ b n c n thi ậ ệ ầ không c n gia nhi ế ạ ậ ừ ế ộ ề ầ t c a chi ti t .Vì quá trình ch t o chi ti ằ t nên v t li u làm khuôn b ng composite .
ằ ặ ở i ,ta đ t khuôn trên lên và dùng
khuôn d ồ ướ ự ệ ắ ặ ố Sau quá trình lăn ép b ng tay 4 đai c M6 b t ch t vào 4 góc khuôn r i th c hi n quá trình VARTM.
ướ ế Kích th c chi ti ư t nh hình
ướ ư Kích th c khuôn nh hình
ự ươ ướ ố B c 2 .Túi chân không là túi nh a t ng đ i dày và kín .
ố ướ ướ ự B c 3 : Nh a là PEKN ,máy hút chân không có thông s d i đây :
ướ ể ố ộ ở ầ ự ả ề i áp l c hút là đ t c đ đ u hút vào kho ng
ỉ Đi u ch nh máy hút d 400 m/s .
ướ B c 4 .Quá trình lăn ép :
ề ầ ấ
ặ ấ ấ ự ằ ự ệ ặ Đ t t m mat đ u tiên vào trong khuôn , quét nh a lên đ u lên t m này ề .Dùng 1 t m nilon dày đ t lên và th c hi n lăn ép b ng tay .Khi lăn ép đ u
ấ ệ ươ ng t ự ớ t i khi
ớ xong ti p t c đ t nh ng t m mat ti p theo lên và th c hi n t ố ượ s l ữ ế ụ ặ ủ ứ ầ ấ ng t m mat đ m c c n thi ự ế ế t so v i tính toán .
ữ ắ ố ố
ẫ ệ ở ướ B c 5 . L p ghép h th ng ng d n nh a và ng hút chân không vào nh ng ị v trí theo tính toán ự ệ ố ự trên và th c hi n hút .
ắ ệ 4 .Quá trình đóng r n và gia nhi t cho khuôn
ể ầ ờ
ự ượ ắ ộ ự
ủ i th i đi m mà nhi u thành ph n khác nhau c a ể ử ắ c pha tr n (Đi u này không đúng l m đ i v i nh a PE vì có th s ấ ự ở ầ ắ ầ ạ ề ế ể ề ố ớ ắ ấ ứ ế ấ Quá trình đóng r n b t đ u t nh a đ ụ d ng c c ch t c ch đ trì hoãn s kh i đ u đóng r n cho đ n khi ch t
ế ớ ắ ầ ắ ượ ử ụ i 1 nhi
ỗ ệ ộ t đ ban ầ ợ c tr n h p thì hi u qu đáng chú ý đ u
ẽ
ệ ự ụ ổ ự ệ ộ t đ .Th m chí ch c n m t thay đ i nh v nhi
ắ ướ c s d ng h t thì PE m i b t đ u đóng r n d ả ộ ủ ố ộ ỏ ề ệ ộ ổ ề ố ộ ợ ổ ộ ậ ề ộ ổ ướ ắ ớ đóng r n đ ộ ự ượ ầ đ u nào đó .Khi h n h p nh a đ ẽ ấ ớ tiên là s có s thay đ i đ nh t và s th y rõ s ph thu c c a t c đ đóng ộ ỉ ầ ắ r n vào nhi ự s thay đ i l t đ cũng cho ự n v đ nh t do đó kéo theo s thay đ i v t c đ đóng r n .
ồ ị ể ụ ễ ộ ộ ớ Hình : Đ th bi u di n đ nh t ph thu c vào nhi ệ ộ t đ
ứ Công th c :
ớ ở ộ ệ ộ ằ ố Trong đó là đ nh t nhi t đ T và là h ng s
ớ ơ ự ể ộ ế ề °C) (tiêu bi u là nh a PE) đi u này nghĩa là đ nh t r i vào
N u a =0,04 (1/ kho ng ả
ế ệ ộ + 33% n u nhi t đ là 10 °C
ế ệ ộ + 56% n u nhi t đ là 20 °C
ế ệ ộ +70% n u nhi t đ là 30 °C
ả ế ế ấ ủ ự ạ
ể ằ
ả
ự ượ
ắ ầ ự ế ụ ệ ỏ ắ ớ ủ c hút vào khuôn thì đ nh t c a ờ t t a
ệ ộ ự ế
ệ ộ ớ ượ ơ ứ c b m K t qu rõ ràng nh t c a công th c này là n u nh a l nh mà đ ệ ộ ủ ố ươ ự t đ c a nh a và khuôn là t vào khuôn nóng (hay nói chung là nhi ng đ i ự ớ ủ ộ ệ ử ụ khác nhau ) thì không th cho r ng vi c s d ng đ nh t c a nh a trong mô ả ứ ế ượ c .Thêm vào đó n u ph n ng đóng hình dòng ch y trong khuôn là đúng đ ộ ắ r n b t đ u ngay trong quá trình hút nh a đ ổ nh a ti p t c thay đ i khi vào trong khuôn .Th i gian ng n sau đó nhi ắ ẽ ra trong quá trình đóng r n s tăng lên ,d n đ n nhi ộ lên ,nhi ẫ t đ nh a cũng tăng ạ ộ t đ tăng kéo theo đ nh t tăng .Hai quá trình này tác đ ng qua l i
ớ ệ ộ ề t đ đ u tăng
ế ộ ệ ắ ầ ệ ố ộ
b t k th i đi m nào trong khuôn,ng
ườ ọ ề ầ ả ệ ộ ợ c nhi
ế ể ả ượ ữ ế ề ấ ớ
ữ ụ ữ ễ ớ ổ ố
ầ ặ ớ ợ ắ ớ v i nhau ,nghĩa là khi b t đ u đóng r n thì đ nh t và nhi ớ ầ .V i h u h t các công ngh RTM tiên ti n hi n nay ,t c đ hút chân không ể ư ở ấ ỳ ờ ậ i ta khá ch m đ đ m b o h u nh ư ự luôn duy trì đ t đ s i và nh a là nh nhau .Đi u này r t quan tr ng ư ậ ự ả vì nh v y nh ng lý thuy t v dòng ch y nh a trong khuôn m i đúng ,do đó ế ể m i có th áp d ng nh ng lý thuy t đó d dàng thay đ i nh ng thông s tính toán cho phù h p v i yêu c u đ t ra.
ệ ắ ủ ố ộ ự ể ° đ tăng t c đ đóng r n c a nh a
ề ẽ Ta s gia nhi t cho khuôn thêm 30 ấ ,đi u này làm cho năng su t tăng lên .
ằ ệ ự ự c th c hi n b ng cách đ a toàn b khuôn sau khi đã th c
ệ ố ư ạ t .Bàn này ch y qua m t đ ng c ng gia
ộ ộ ườ ố ộ ạ ề ườ ề t .Đ ng này có chi u dài 2m ,chi u cao vòm 1m ,t c đ ch y là 2m/phút
ệ ệ ượ t đ Vi c gia nhi ẹ hi n RTM xong qua bàn gia nhi ệ nhi .
