Bạn đang xem: Cách làm tàu composite
1. POLYESTER, EPOXY, VINYL ESTER, RESINBa loại resin cơ bản sử dụng cho tàu thuyền là: polyester, epoxy, hoặc vinylester, trong đó phổ biến hơn cả là polyester và vinylester vì các lý do sau:Giá không đắt [mắc].Cho phép áp dụng kỹ thuật sản xuất linh hoạt và đơn giản nhất.Không độc hại cho người [so với epoxy]Chịu hóa chất tốtTách khuôn dễ hơn và chịu nhiệt tốt.Polyester rẻ hơn vinylester, tuy cường độ chịu lực và một vài đặc tính khác không bằng epoxy và vinylester, nên được sử dụng rộng rãi hơn cả. Polyester và vinylester thuộc loại vật liệu “chậm bắt lửa” nên nó khó bắt lửa và chậm cháy. Hiện nay ở Mỹ để phòng cháy nơi tiếp xúc với nhiệt độ cao, người ta áp dụng những cấu trúc xốp tách nhiệt hoặc phủ lớp sơn chống cháy để bảo vệ.*Các loại Polyester phổ biến sản xuât tàu composite:*Các loại Vinylester phổ biến sản xuất tàu composite:
Xem thêm: Cách Làm Kem Savoury Days - Cách Làm Món Bánh Su Kem Của Thủy Nguyễn
[Nhựa Vinyl 802 của Nhật Bản mới được TOÀN TIẾN cung cấp ra thị trường nhưng đã nhận được sự phản hồi rất tích cực từ phía khách hàng, chất lượng tốt, giá cạnh tranh và hoàn toàn thay thế tốt cho Swancor 901]2.GELCOAL:Vẫn sử dụng 2 loại gelcoal: có hòa wax và không hòa wax, nhưng loại thứ nhất phổ biến hơn. Người ta dùng một số chất độn hoặc phụ gia thích hợp để dễ dàng thi công ở những thành đứng của vỏ tàu và tăng khả năng chống cháy.*Các loại gelcoal phổ biến dùng làm tàu composite:3.CHẤT XÚC TÁC VÀ XÚC TIẾN:Thường sử dụng 2 cặp nguyên liệu sau đây:Xúc tác: MEKP với xúc tiến Cobalt naphthanat.Xúc tác: Cuemene hydroperoxit với xúc tiến managanese naphthanat.Xúc tác và xúc tiến phải phù hợp như nêu trên.*Các loại xúc tác phổ biến dùng làm tàu composite:Trigonox V388Butanox M50Cobalt 6%4.SẢN PHẨM VÀ SỢI THỦY TINH GIA CƯỜNG:Với tàu thuyền cũng sử dụng các loại vật liệu gia cường sau đây:Vải:Dùng cho những bề mặt vỏ tàu lộ diện và cấu trúc cabin để đảm bảo vẻ đẹp, đồng thời để sửa chữa những khiếm khuyết của laminat.Roving dệt WR:Khi áp dụng công nghệ hand lay up thì roving dệt có những ưu điểm sau:Dễ cầm tay để trải, dễ treo.Tạo laminat nhanh để đạt chiều dày cần thiết.Cường độ chịu lực, độ cứng vững cao hơn MAT.Chịu va đập tốt do tao sợi không xoắn và liên tục.Roving dệt thường là loại dày [nặng], tùy theo cỡ tàu: 18,24oz thậm chí đế 60oz trên 1 yard vuông [yd2]. [1oz=28,35g].5.MAT CSM*Tàu thuyền MAT CSM có những ưu điểm sau:Giá trên trọng lượng đơn vị [kg] của laminat hoặc trên đơn vị chiều dày rẻ hơn:Ứng lực phân bố đều theo một hướngDễ trải lớp ở những nơi khô, hẹp.Dễ thấm resin và tạo dáng phức hợp so với sản phẩm thủy tinh khác.Thường dùng loại MAT: ¾-4 oz/ft2, nhưng phổ biến nhất là 1-1/2 oz/ft2. Ngoài MAT, còn sử dụng tao sợi cắt ngắn khi áp dụng công nghệ phun bắn cho những cấu trúc phù hợp.*Các loại sợi MAT [CSM] phổ biến dùng làm tàu composite:Tàu thuyền composite là sản phẩm mang tính sử dụng lâu dài nên chúng ta không nên sử dụng sợi Trung Quốc vì sợi TQ được làm từ keo kém chất lượng nên giảm độ kết dính, khi lăn nhựa sợi không phân bố đều trên bề mặt thuyền nên khi sản phẩm hoàn thành: có chỗ dày, chỗ mỏng...Thợ lành nghề lâu năm may ra khắc phục và giảm được một phần nào đó nhược điểm.6.ROVING MỘT CHIỀUĐây cũng là vật liệu gia cường phù hợp cho tàu thuyền, nó cho phép bố trí chiều chịu lực chính ở nơi cần thiết. Nó đảm bảo độ cứng vững và cường độ chịu lực cao đồng thời dễ dàng đạt tối ưu tỷ lệ trọng lượng và sức bền. Tuy nhiên nói chung giá trên đơn vị trọng lượng cao hơn roving dệt.*Các loại Roving thưởng sử dụng gia cố tàu composite:Roving EWR 600, 800 của Jushi - Trung Quốc [Loại này sử dụng khá ổn định. Ở thị trường VN chưa có loại roving khác nên khách hàng thường phải sử dụng loại này]7.MAT và ROVING KẾT HỢPĐể vừa tăng độ chịu lực, tiết kiệm thời gian và resin trong thực hiện laminat, thường MAT và roving được trải lớp xen kẽ. Có thể lăn ép resin cho từng loại riêng biệt hoặc kết hợp lăn ép resin đồng thời hai loại một lúc.8.SẢN PHẨM TẨM SẴN RESIN “PREGREG”Ưu điểm là tỷ lệ sợi thủy tinh cao, kiểm soát được tỷ lệ resin/sợi thủy tinh, hạn chế resin dư thừa và có thể sử dụng resin có độ nhớt cao, đồng thời cường độ laminat cao. Nhược điểm lớn nhất của vật liệu này là: hạn chế áp dụng cho tàu nhỏ, thời gian lưu trữ ngắn, khó cầm tay trải lớp vì dính. Ngoài ra nếu tự sản xuất prepreg, thì đòi hỏi thêm thiết kế và điều kiện bảo quản lưu trữ, đồng thời khi thực hiện laminat đúng tiêu chuẩn thường phải áp dụng bơm hút chân không. Prepreg nói chung được đóng rắn dưới áp lực và nhiệt độ nâng cao: 200-300 độ F. Giá cao cũng là lý do hạn chế phạm vi ứng dụng của loại vật liệu này.Phân phối & cung cấpVật liệu composite-Nhựa compostieTOÀN QUỐC từ 2005nhựa composite, vật liệu composite, bồn composite, composite polymer, nhựa polyester, bọc phủ composite
QUY TRÌNH THI CÔNG THUYỀN COMPOSITES
I. Chế tạo khuôn.1: Nguyên tắc chung.
- Khuôn được chế tạo 1 lần, bỏ qua giai đoạn làm dưỡng.
- Vật liệu chế tạo khuôn: Gỗ nhóm 4.
22: Các bước tiến hành.
Bước 1: Từ bản vẽ đường hình, thực hiện công đoạn phóng dạng như đối với việc đóng mới một tàu thông thường.
Bước 2: Tiến hành chế tạo các khoảng sườn. Ở các vị trí gấp khúc của sườn, ta sử dụng mã gia cường như trong trường hợp tàu gỗ. Khung sườn được đặt thẳng trên nền bằng các chân gỗ, sau đó đặt các khung sườn theo đúng vị trí ghi trên nền nhà xưởng.
Bước 3: Tiến hành cân chỉnh khung sườn, sao cho các vị trí đường nước vạch trên thân sườn là hoàn toàn ở cùng độ cao các vị trí cắt dọc giữa. Việc cân chỉnh này được thực hiện giống như khi dựng khung xương tàu vỏ gỗ hoặc vỏ thép.
Bước 4: Dùng gỗ dày 10mm, bào láng một mặt ốp vào phía trong của khung sườn. Khi đó, mặt trong của khuôn có hình dạng giống hình dáng bên ngoài vỏ thuyền. Phủ lên bề mặt trong khuôn bằng formica sẽ làm cho việc tách khuôn dễ dàng hơn.
3: Xử lý khuôn.
Việc tiến hành xử lý khuôn nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn tách khuôn sau này. Việc xử lý khuôn được tiến hành theo 3 bước:
Bước 1: Cân chỉnh khuôn:
Khuôn gỗ rất dễ bị biến dạng trong quá trình chế tạo và dịch chuyển, nhất là sau khi ghép lại để thi công vỏ ở lần tiếp theo. Công đoạn cân chỉnh khuôn nhằm khôi phục lại hình dạng ban đầu của khuôn.
Bước 2: Xử lý bề mặt khuôn:
Mục đích: Tạo độ bóng bề mặt khuôn để sản phẩm sau khi tách ra khỏi khuôn có độ bóng cao.
Phương pháp thực hiện: Việc xử lý bề mặt được thực hiện như làm dưỡng tàu, nhưng đơn giản hơn nhiều, vì bản thân lớp formica lót trong bề mặt khuôn có độ bóng rất sao, chỉ cần matít ở các vị trí mối ghép giữa các tấm formica với nhau. Sau đó dùng giấy nhám mịn để làm bóng khu vực trét matít.
Bước 3: Xử lý chống dính:
Mục đích: Giúp tách sản phẩm ra khỏi khuôn dễ dàng, bảo vệ bề mặt sản phẩm không bị tróc rỗ.
Phương pháp thực hiện:
- Quét đều lên bề mặt khuôn một lớp dung dịch PVA [Polyvinyl Alcol] nhằm tạo lớp màng ngăn cách, không cho dung môi styren [có mặt trong vật liệu Grelcoat và trong nhựa] xâm nhập vào khu vực có trét matít. Chiều dày lớp PVA từ 0,2÷0,3[mm].
- Sau khi lớp PVA khô hẳn [dùng tay sờ vào bề mặt PVA nếu thấy không dính là được], ta dùng vải sạch thấm Wax [chất chống dính dùng trong chế tạo các sản phẩm GRP] lau liên tục mặt khuôn. Lúc này khuôn đã sẵn sàng cho việc trát vỏ.
4: Trát vỏ.
Các thao tác thực hiện làm vỏ tàu từ vật liệu GRP với công cụ thô sơ như con lăn hay bằng súng phun đều được gọi tên là dat. Ở đây ta dùng con lăn để dat và dat theo từng lớp. Việc dat vỏ thuyền được thực hiện theo các bước sau:
II. Phun Gelcoat.
Sau khi bề mặt khuôn đã được chuẩn bị chu đáo, tiến hành phun lớp gelcoat nhờ súng phun gel [giống như phun sơn nhưng áp lực lớn hơn]. Lớp gelcoat lá lớp phủ bề mặt nhằm giúp cho vỏ thuyền:
Có độ bóng bề mặt cao.
Có cơ tính cao.
Bền với môi trường nước biển. Chống được hiện tượng thủy phân.
Chịu được tia tử ngoại.
Chiều dày lớp gelcoat khoản 1mm, nên việc phun gel phải được thực hiện làm 2 lần, vừa làm cho lớp gelcoat không bị chảy do quá dày, vừa đảm bảo độ đồng đều chiều dày. Thời gian giữa hai lần phun phải đủ cho lớp đầu tiên khô hoàn toàn [khoảng 12h]. Sử dụng gelcoat trong quá trình trát lớp tương tự như dùng nhựa Polyeste, trong đó tỷ lệ chất đông rắn khoàng từ 0,8 ÷ 1 % khi phun ở nhiệt độ thường.
III. Tr át các lớp vải
1. Trát lớp CSM đầu tiên.
- Lớp sợi thủy tinh đầu tiên trát ngay sau lớp gelcoat phải là lớp CSM. Trát lớp CSM đầu tiên được tiến hành sau khi lớp gelcoat đã đông cứng hoàn toàn. Thời gian từ khi kết thúc việc phun gelcoat cho đến khi bắt đầu trát khoảng 12h. Không nên sớm hơn hoặc muộn hơn do:
Nếu trát nhựa vào lớp gel chưa khô hẳn nhựa mới sẽ tham gia phản ứng với lớp gel, làm cho gelcoat bị nhão ra, dẫn đến hiện tượng nhăn bề mặt, kết quả sản phẩm sau khi hoàn thành có lớp bề mặt biến dạng, lớp gel được tách cục bộ, ảnh hưởng nghiêm trọng lớp vỏ thuyền thúng.
Nếu lớp gel đã khô trong thời gian quá lâu [Khoảng vài ngày] sẽ bị chai, dẫn đến giảm khả năng liên kết với lớp nhựa tiếp theo.
Trước khi trải lớp CSM, nên trát một lớp nhựa [đã pha đông rắn] lên bề mặt lớp gel, sau đó trải lớp CSM, tiếp tục dùng rulô thấm nhựa cho ngấm đều sợi thủy tinh. Trong quá trình trát, phải đảm bảo tỷ lệ nhựa sợi phù hợp, khi gia công nếu không chú ý dễ xảy ra tình trạng nhựa ngấm vào sợi quá nhiều sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm.
Để đảm bảo sự liên kết bền vững giữa lớp gel và lớp GRP đầu tiên nên chọn tấm CSM loại 300 hay 450 g/m2.
2. Trát thứ cấp.
- Các lớp GRP tiếp theo được trát theo phương thức trải CSM hoặc WR trước, sau đó dùng rulô lăn nhựa đã trộn catalyst cho ngấm đều sợi thủy tinh.
- Việc trát lớp được thực hiện theo phương thức: Lớp trước đông cứng mới trải lớp tiếp theo hoặc có thể trải đồng thời nhiều lớp cùng lúc. Không được tiến hành quá nhanh song cũng không nên để cho lớp trước đông cứng quá mức. Việc trát lớp không nên tiến hành muộn hơn 12h sau khi đã hoàn thành lớp trước đó. Công việc trát lớp được lập lại cho đến lớp cuối cùng theo yêu cầu của kết cấu vỏ.
3. Các mối nối vải thủy tinh.
Để đảm bảo thuyền có độ bền cao như có thể, khi thi công vỏ thuyền cần phải chú ý đến các nguyên tắc sau:
Khi nối các tấm sợi gia cường:
Tất cả các loại sợi thủy tinh dạng Mat và WR đều được chế tạo và đóng gói dưới dạng cuộn có chiều rộng [còn gọi là khổ] từ 1 ÷ 1,5 m. Như vậy để phủ một diện tích có chiều rộng khá lớn, nhất thiết phải nối nhiều lớp vải lại với nhau. Có hai phương pháp nối chủ yếu: Nối đối đầu và nối chồng.
Mối nối đối đầu có ưu điểm:
Tạo được bề mặt phẳng, không gồ ghề như mối nối đối đầu.
Tiết kiệm được vật liệu.
Mối nối đối đầu có nhược điểm:
Sự sai phạm trong thi công mối nối đối đầu sẽ làm giảm sức bền cục bộ, do đó phải xem xét tỉ mỉ nhất là đường liên kết giữa các lớp.
Trong thi công thường sử dụng xen kẽ cả hai phương pháp này.
4. Thi công các khu vực có độ dày khác nhau.
Để đảm bảo độ bền đều, vỏ tàu thường có chiều dày khác nhau tùy theo từng khu vực. Mỗi khu vực trong thân thuyền đòi hỏi được gia công chính xác, phù hợp với chức năng của nó. Khi trát lớp phải tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho mỗi chi tiết.
Thông thường ky chính có chiều dày lớn hơn chiều dày trung bình của thân vỏ. Ngoài ra ở các khu vực tiếp giáp giữa đáy thuyền với mạn cần phải gia cường thêm để tăng độ cứng vững, thông thường chiều dày lớp bổ sung thêm bằng 0,5 chiều dày lớp vỏ chính.
IV. Chế tạo và gắn các chi tiết vào vỏ.
- Kết cấu khung sườn trong vỏ thuyền thúng composites chỉ gồm: sường ngang.
Với loại cốt sợi được chọn là CSM 450, để đạt được chiều dày của sườn ngang là 4mm cần sử dụng 4 lớp. Quá trình trát lớp cho khung sườn tương tự như trát vỏ thuyền, chỉ khác do khoản cách giữa hai khung sườn liên tiếp là 400mm. Để dễ thi công độ chênh lệch giữa các lớp cốt sợi thủy tinh là 200mm.
- Các bước gắn sườn vào vỏ như sau:
Bước 1: Lần lược đặt từng khung sườn vào đúng vị trí của chúng như đã quy định trong hồ sơ thiết kế, muốn thế phải vạch dấu cẩn thận vị trí từng khung sườn trên vỏ tàu bằng phấn hay mực.
Bước 2: Cố định từng khung sườn tạm thời vào vỏ nhờ một lớp GRP cốt mát, trát qua một số vị trí cục bộ trên thân khung sườn.
Bước 3: Dùng nhựa trộn với thủy tinh vụn trám thật kỹ các khe hở giữa khung sườn và vỏ thuyền. Đây là công đoạn hết sức quan trọng, ảnh hưởng lớn đến sức bền thân thuyền thúng. Việc tồn tại những khe hở giữa khung sườn và vỏ thuyền rất dễ dẫn tới hiện tượng tách giữa chúng với nhau khi thuyền hoạt động. Để giảm tối đa khe hở do sai sót khi chế tạo gây ra, khi ghép thường sử dụng những vật nặng để ép sát khung sườn vào vỏ tàu.
Bước 4: Trát vật liệu GRP để gắn khung sườn vào vỏ thuyền. Bề mặt vỏ thuyền sau khi gắn xong khung sườn phải phẳng, tránh sự lồi lõm cục bộ dễ dẫn đến tập trung ứng suất.
V. Tách khuôn.
Tách khuôn là quá trình tách vỏ thuyền composite ra khỏi khuôn gỗ. Tách khuôn được thực hiện sau quá trình trát vỏ thuyền. Sau khi vỏ thuyền đã được trát đảm bảo về độ dày, bóng bề mặt thì vỏ thuyền sẽ được để đông cứng hoàn toàn. Sau khi vỏ thuyền đã đông cứng hoàn toàn thì dùng súng bắn hơi để tách khuôn. Dùng súng bắn vào những lỗ nhỏ ở khuôn [đã được khoan trước] đẩy hơi vào giữa hai lớp vỏ thuyền và khuôn, hơi với áp lực cao sẽ tách hai lớp này ra.
VI. Mài nhẵn.
Dùng máy mài và giấy nhám để làm nhẵn các bề mặt và cạnh thuyền. Mài sao cho đảm bảo được độ bóng bề mặt phải đồng đều
VII. Sơn vỏ.
Sau khi hoàn thành quá trình mài nhẵn thì tiến hành sơn vỏ thuyền. Mặt ngoài thuyền thúng sơn màu xanh nước biển, mặt rong sơn màu vàng.
Page 2