Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sản xuất, composite ngày càng trở thành lựa chọn phổ biến trong nhiều lĩnh vực, từ xây dựng, công nghiệp đến giao thông và các thiết bị gia dụng. Trong bài viết này, Việt Phát Composite sẽ hướng dẫn chi tiết cách làm composite đúng kỹ thuật, giúp bạn hiểu rõ từng bước trong quy trình sản xuất, từ lựa chọn nguyên liệu đến các phương pháp gia công, đảm bảo chất lượng tối ưu cho mỗi sản phẩm.
Thành phần cấu tạo của composite
- Vật liệu gia cường: Vật liệu gia cường là thành phần chịu lực chính của composite, có nhiệm vụ tăng cường độ cứng, độ bền kéo, khả năng chống mài mòn và chịu va đập. Đây thường là các sợi hoặc hạt cứng phân tán trong vật liệu nền để tạo ra một hệ thống vật liệu tổng hợp với hiệu suất vượt trội. Các loại vật liệu gia cường phổ biến bao gồm: Sợi thủy tinh – Fiberglass, Sợi aramid – Kevlar, sợi gốm,…
- Vật liệu nền: Vật liệu nền có nhiệm vụ bao bọc, liên kết các pha gia cường và phân phối ứng suất tác động lên composite. Lớp nền đóng vai trò bảo vệ, hạn chế tác động của môi trường, đồng thời duy trì hình dạng tổng thể của sản phẩm composite.
- Gelcoat: Là lớp phủ bề mặt đặc biệt được sử dụng trong nhiều sản phẩm composite để bảo vệ lớp vật liệu bên trong khỏi tác động của môi trường, tia UV, hóa chất và sự mài mòn. Gelcoat không chỉ giúp tăng độ bền của composite mà còn tạo độ bóng và tính thẩm mỹ cho sản phẩm.
Cách làm composite chi tiết từng bước
Bước 1: Quét chống dính
Trước khi bắt đầu quá trình sản xuất composite, việc chuẩn bị khuôn mẫu rất quan trọng. Quét lớp chống dính lên bề mặt khuôn là bước đầu tiên và không thể thiếu. Chất chống dính giúp ngăn chặn sản phẩm composite dính chặt vào khuôn, giúp quá trình tháo khuôn dễ dàng hơn mà không làm hỏng sản phẩm. Lớp chống dính này thường được làm từ các hợp chất như wax (sáp) hoặc gelcoat. Quét đều và chờ khô để đảm bảo lớp chống dính hoạt động hiệu quả.
Bước 2: Đắp vật liệu gia cường và vật liệu nền
Sau khi lớp chống dính đã khô, bước tiếp theo là phủ sợi thủy tinh lên khuôn. Sợi thủy tinh là vật liệu gia cường chủ yếu trong composite, giúp tăng độ bền và khả năng chịu lực của sản phẩm. Các sợi thủy tinh này sẽ được nhúng vào nhựa epoxy hoặc polyester (vật liệu nền) để tạo thành một hỗn hợp chắc chắn và cứng cáp. Phủ lớp sợi thủy tinh một cách đều đặn, đảm bảo mỗi lớp đều được ngấm nhựa. Có thể thực hiện nhiều lớp tùy theo độ bền cần thiết của sản phẩm composite.
Bước 3: Chờ khô và tiền hành tháo khuôn
Sau khi lớp phủ đã hoàn tất, bạn cần chờ cho composite khô hoàn toàn. Thời gian khô có thể kéo dài từ vài giờ tùy thuộc vào loại nhựa và điều kiện môi trường. Khi sản phẩm đã đủ thời gian để đông cứng, bạn tiến hành tháo khuôn một cách cẩn thận. Việc tháo khuôn không đúng cách có thể làm hỏng sản phẩm hoặc khiến sản phẩm bị biến dạng, do đó cần thao tác nhẹ nhàng và chính xác.
Bước 4: Xử lý bề mặt
Sau khi đã tháo khuôn, sản phẩm composite cần được xử lý bề mặt để đạt được tính thẩm mỹ và độ hoàn thiện cao nhất. Xử lý bề mặt bao gồm các công đoạn như mài nhẵn, sơn phủ, hoặc gelcoat để bảo vệ và tạo lớp bóng mịn cho sản phẩm. Các bước này không chỉ giúp tăng cường độ bền mà còn cải thiện tính thẩm mỹ, giúp sản phẩm composite có thể sử dụng lâu dài trong các môi trường khắc nghiệt như ngoài trời hay trong nước.
Phương pháp chế tạo các sản phẩm composite
Làm composite theo phương pháp quấn sợi
Phương pháp quấn sợi hiện được xem là phổ biến trong chế tạo composite. Quy trình này bắt đầu bằng việc chuẩn bị khuôn mẫu theo hình dáng sản phẩm sau đó thực hiện quấn vật liệu nền lên bề mặt khuôn theo mẫu định sẵn. Sợi được quấn xen kẽ với lớp nhựa nền như nhựa epoxy hoặc polyester, tạo nên lớp composite có khả năng chịu lực và độ bền cao. Kỹ thuật quấn sợi không chỉ đảm bảo sự đồng đều về phân bố sợi mà còn tối ưu hóa mối liên kết giữa vật liệu gia cường và vật liệu nền, giúp sản phẩm đạt được hiệu suất vượt trội trong các ứng dụng như ngành hàng không, ô tô và xây dựng.
Phương pháp phun
Ngoài phương pháp quấn sợi nêu trên, phương pháp phun cũng được nhiều xưởng chế tạo composite sử dụng. Ưu điểm của phương pháp này nằm ở việc thao tác nhanh nhưng hiệu quả, vẫn đảm bảo được độ bền, khả năng chống ăn mòn cho thành phẩm cuối cùng. Quá trình này thường sử dụng súng phun chuyên dụng để phân phối hỗn hợp composite một cách đồng đều, giảm thiểu sai sót trong khâu phủ và tăng tốc độ sản xuất. Công nghệ phun giúp cho việc tạo hình các sản phẩm composite có đường cong phức tạp và bề mặt mịn màng trở nên khả thi, đồng thời tiết kiệm thời gian và nhân lực. Phương pháp phun được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất hàng loạt các sản phẩm như thuyền, xe hơi và các bộ phận kỹ thuật đòi hỏi tính chất cơ học vượt trội.
Phương pháp lăn tay
Trong phương pháp này, các nguyên liệu composite được pha trộn và sau đó được trải đều lên khuôn bằng tay. Quá trình này cho phép kiểm soát chặt chẽ từng chi tiết nhỏ, đảm bảo rằng lớp sợi gia cường và lớp nhựa nền được phân bố đều, tạo ra sản phẩm với độ chính xác cao. Đây không phải phương pháp dùng với các sản phẩm sản xuất hàng hóa bởi khó đảm bảo được tính đồng nhất. Mặc dù vậy, phương pháp lăn tay vẫn được ưa chuộng trong các ứng dụng sản xuất theo yêu cầu đặc thù, nơi mà chất lượng và tính độc đáo của sản phẩm là ưu tiên hàng đầu.
Sử dụng công nghệ Pulltrusion
Pultrusion là một công nghệ tiên tiến trong sản xuất composite, được thiết kế để tạo ra các sản phẩm có hình dạng đồng nhất và chất lượng cao. Quy trình này bao gồm việc kéo liên tục các sợi gia cường qua một bồn nhựa nóng chảy, sau đó đi qua khuôn định hình và được làm nguội. Công nghệ pultrusion cho phép sản xuất các ống, thanh, và các sản phẩm có chiều dài vô hạn với tốc độ sản xuất nhanh và độ chính xác cao. Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là khả năng kiểm soát tối ưu tỷ lệ pha trộn giữa vật liệu nền và vật liệu gia cường, từ đó mang lại những sản phẩm composite có tính chất cơ học ổn định và độ bền vượt trội, phù hợp với các ứng dụng trong ngành xây dựng, cơ khí và hàng không.
