Công nghệ sản xuất composite bằng phương pháp quấn sợi (filament winding) là quá trình cuốn một dải sợi dài liên tục được tẩm nhựa lên bề mặt của một lõi quay đã được tạo hình chính xác, tiếp tục trải quá trình lưu hoá ở nhiệt độ phòng hoặc gia nhiệt tạo nên sản phẩm cuối cùng.
I. Chi tiết công nghệ sản xuất composite bằng phương pháp quấn sợi
Quy trình công nghệ sản xuất composite bằng phương pháp quấn sợi được thực hiện qua 6 giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Chuẩn bị lõi quấn
Trong giai đoạn này, bộ phận để quấn lớp sợi đã được thấm nhựa lên trên được gọi là lõi quấn. Lõi quấn tạo ra hình dạng sản phẩm nên được xem là bộ phận quan trọng nhất trong công nghệ này. Trong phương pháp này, người ra thường dùng những lõi quấn bằng các loại cát có khả năng hoà tan trong nước và thạch cao đối với những sản phẩm có dung tích nhỏ và có lõi. Lõi quấn gồm nhiều khúc đoạn, có thể gập lại với các sản phẩm có dạng ống, với những sản phẩm không tháo lõi như bồn chứa hoá chất composite hay khí nén thì thường được làm bằng kim loại có thể chịu được tải trọng.
Giai đoạn 2: Giai đoạn quấn sợi
Khởi đầu của giai đoạn này trong công nghệ sản xuất composite được thực hiện như sau: một lượng gồm nhiều bó sợi hoặc sợi roving sẽ được kéo từ một dãi các cuộn sợi, bao gồm nhiều đầu sợi từ các cuộn sợi. Tiếp theo, các sợi được kéo qua máng nhúng nhựa (máng nhúng chứa nhựa đã có chất xúc tác và các thành phần cần thiết khác như chất kháng tia UV và màu,…). Khi máy bắt đầu vận hành, các đầu sợi được công nhân thao tác cho kéo qua máng nhựa cùng dao gạt nhựa dư và qua các lược chia sợi. Lúc này, sợi được kéo căng và cho qua đầu hướng sợi, công nhân tiến hành cố định đầu sợi vào lõi quấn và cho máy hoạt động.
Quá trình quấn liên tục sẽ làm các vòng sợi tiếp đó giữ cho sợi được cố định trên lõi quấn được siết chặt cho đến khi định hình thành sản phẩm. Lúc này chỉ cần tháo lõi quấn ra, lặp lại quá trình đóng rắn sẽ tạo ra được sản phẩm cuối cùng.
Giai đoạn 3: Đóng rắn
Hệ thống đóng rắn sẽ được đặt sẵn tại nơi sản xuất và sử dụng hàm lượng nhựa vừa đủ để đóng rắn.
Có nhiều phương pháo đóng rắn, ví dụ tiêu biểu như: dùng lò, hơi nước, đèn, dầu nóng, nồi hấp chân không,….
Giai đoạn 4: Lấy lõi quấn ra
Nếu làm lõi từ cát có thể hoà tan bằng nước thì sản phẩm rất dễ lấy ra. Nước được người ta cho vào trục quấn, sau khi cát tan ra tiến hành tháo dỡ các thiết bị lắp ráp.
2 Giai đoạn cuối 5 – 6: Hoàn thành sản phẩm và tiến hành kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm theo quy chuẩn.
II. Các sản phẩm composite FRP từ phương pháp quấn sợi
Phương pháp quấn sợi thường được sử dụng để sản xuất những sản phẩm trụ rỗng, có mặt cắt tròn hoặc oval như:
Ống composite frp,
Thân bồn chứa hoá chất composite frp,….
III. Ưu điểm, nhược điểm của công nghệ sản xuất composite theo phương pháp quấn sợi
Là một trong những công nghệ tiên tiến nhất trong lĩnh vực sản xuất vật liệu composite, có khá nhiều ưu điểm, tuy nhiên cũng không thể tránh khỏi một số nhược điểm
1. Ưu điểm nổi bật
– Sản xuất nhanh, hiệu quả kinh tế cao
– Có thể điều chỉnh được tỷ lệ sợi và nhựa khi sợi đi qua bể nhựa
– Giúp tiết kiệm chi phí do không thông qua công đoạn dệt sợi thành vải.
– Chất lượng của sản phẩm tốt, bề mặt nhẵn, láng.
2. Tuy nhiên vẫn có một số nhược điểm
– Giá thành khá cao
– Ảnh hưởng đến tính cơ học của sản phẩm và có thể gây ảnh hưởng đến môi trường.
Xem thêm một số tin tức đáng chú ý khác:
Nhựa composite và ứng dụng trong đời sống
