I. Chuẩn bị nguyên liệu cốt lõi
Vật liệu gia cố: Các bó sợi thủy tinh không chứa kiềm liên tục{0}}, mang lại độ bền dọc trục cao. Mật độ tuyến tính và độ đồng đều của lực căng phải được kiểm soát chặt chẽ.
Vật liệu ma trận: Nhựa epoxy (hoặc nhựa vinyl ester) trộn với chất đóng rắn, chất xúc tiến và chất tách khuôn bên trong. Tỷ lệ phải được tính toán chính xác để đảm bảo tốc độ đóng rắn và tính chất cơ học.
Vật liệu phụ trợ: Chất kết nối silane (để tăng cường liên kết giao diện nhựa-sợi), chất kết dính (để kết hợp sau này với vỏ bọc và phụ kiện) và cao su silicon (cho vỏ bọc).
II. Đúc Pultrusion (Chế tạo thân thanh lõi)
Tẩm chất xơ: Các bó sợi thủy tinh liên tục được ép phẳng qua một thùng và nhúng hoàn toàn vào chất kết dính nhựa epoxy trong thùng nhựa, với hàm lượng nhựa đồng nhất được kiểm soát.
Tạo hình và sắp xếp sợi: Các bó sợi đã được ngâm tẩm đi qua khuôn định hình trước để loại bỏ bọt khí và sắp xếp hướng sợi, đảm bảo sự căn chỉnh trục song song.
Sưởi ấm, bảo dưỡng và ép đùn: Các bó sợi đưa vào khuôn gia nhiệt (120–160 độ). Được dẫn động bởi một máy kéo liên tục, nhựa trải qua quá trình liên kết ngang-và đóng rắn nhanh chóng để tạo thành một thanh sợi thủy tinh epoxy dày đặc. Khuôn hiệu chỉnh đường kính để đảm bảo dung sai đường kính ngoài của thanh lõi (thường là ± 0,1mm).
Cắt và kiểm tra ban đầu: Thanh được cắt theo chiều dài thiết kế, sau đó là kiểm tra hình thức, đường kính, độ thẳng và các tính chất cơ học cơ bản (ví dụ: độ bền uốn, độ bền kéo).
III. Xử lý bề mặt thanh lõi (Đảm bảo liên kết giao diện)
mài/phun cát: Mài cơ học hoặc phun cát được sử dụng để loại bỏ cặn nhựa bề mặt và các gờ, tăng độ nhám bề mặt (Ra được kiểm soát ở mức 1,6–3,2μm).
Làm sạch và sấy khô: Bề mặt được làm sạch bằng cồn hoặc nước khử ion để loại bỏ vết dầu và bụi bẩn, sau đó sấy khô ở 80–100 độ trong 30–60 phút để loại bỏ hoàn toàn độ ẩm.
Chất phủ khớp nối: Chất liên kết silane (ví dụ KH{3}}550) được bôi đều, sau đó sấy khô trong không khí ở nhiệt độ phòng hoặc nung ở nhiệt độ thấp để tạo thành lớp chuyển tiếp hóa học, tăng cường độ bền liên kết giữa thanh lõi và cao su silicon.
IV. Hợp chất vỏ bọc (Cách nhiệt và bảo vệ)
| Quá trình | Chảy | Kịch bản ứng dụng |
|---|---|---|
| Lưu hóa tiêm | Thanh lõi được đặt trong khuôn và cao su silicon lưu hóa ở nhiệt độ cao (HTV)-được bơm vào, sau đó lưu hóa ở 160–180 độ trong 10–20 phút để tạo khuôn hoàn chỉnh cho vỏ bọc và vỏ ngoài | Sản xuất hàng loạt, kết cấu phức tạp (ví dụ: đường kính nhà kho lớn, thiết kế nhiều{2}}nhà kho) |
| Lưu hóa đùn | Cao su silicon hỗn hợp được phủ lên thanh lõi thông qua máy đùn, sau đó liên tục đi vào ống lưu hóa (180–200 độ) để lưu hóa và nhà kho được xử lý sau đó | Loại thanh-dài, hình dạng nhà kho đơn giản, thích hợp cho việc sản xuất liên tục ở khoảng cách xa- |
V. Sau{1}}điều trị và kiểm soát chất lượng
Kết thúc điều trị: Vỏ bọc ở hai đầu được tước bỏ để lộ thanh lõi để uốn với các phụ kiện, đảm bảo bề mặt uốn sạch sẽ và không có vết dầu.
Kết nối phù hợp: Các phụ kiện bằng thép mạ kẽm hoặc hợp kim nhôm được kết nối chắc chắn với cả hai đầu của thanh lõi thông qua uốn thủy lực, đồng thời kiểm tra độ bền uốn và độ kín của giao diện.
Kiểm tra lần cuối:
Hiệu suất cơ khí: Các thử nghiệm kéo, uốn và xoắn được tiến hành để đảm bảo hiệu suất đáp ứng hoặc vượt quá tải trọng thiết kế (ví dụ: Lớn hơn hoặc bằng 600MPa).
Hiệu suất điện: Các thử nghiệm điện áp chịu được tần số nguồn, phóng điện cục bộ và tổn thất điện môi được thực hiện để loại bỏ các khuyết tật bên trong.
Kiểm tra giao diện: Việc phát hiện khuyết tật bằng siêu âm hoặc kiểm tra bằng tia X- được thực hiện để xác nhận rằng không có hiện tượng bong tróc hoặc tách lớp giữa thanh lõi và vỏ bọc cũng như giữa thanh lõi và các phụ kiện.
Các điểm quy trình chính
Thông số Pultrusion: Độ dốc nhiệt độ khuôn, tốc độ kéo (0,5–2m/phút) và độ nhớt của nhựa phải được kết hợp chính xác để tránh hiện tượng xốp và trượt sợi.
Kiểm soát liên kết: Tính đồng nhất của lớp phủ tác nhân ghép nối, nhiệt độ sấy và thời gian sấy ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của giao diện, đây là điểm cốt lõi để ngăn ngừa sự cố bên trong.
Quá trình lưu hóa: Mức độ lưu hóa của cao su silicon phải lớn hơn hoặc bằng 90% để tránh giảm khả năng chống lão hóa và hiệu suất cách nhiệt do-lưu hóa kém.
Các vấn đề và giải pháp thường gặp
Gỡ lỗi giao diện: Tối ưu hóa độ nhám của quá trình phun cát, chọn chất kết dính phù hợp và kiểm soát chặt chẽ quá trình sấy khô và loại bỏ độ ẩm.
Uốn thanh cốt lõi: Đảm bảo độ căng sợi đồng đều, nhiệt độ khuôn đối xứng và tốc độ kéo ổn định trong quá trình ép đùn.
Bong bóng khí bên trong: Đảm bảo nhựa được khử khí triệt để, xả đủ khí trong quá trình tạo hình trước và giảm tốc độ ép đùn.