Skip to main content
trending_up Tìm kiếm thịnh hành hôm nay
  • history Phạt nguội vi phạm giao thông tra cứu ở đâu
  • search Thủ tục cấp đổi hộ chiếu online
  • search Luật nhà ở 2023 và hướng dẫn mới
  • search Quy định về thời giờ làm việc và nghỉ ngơi
Chế độ Trả lời thông minh A.I

Hệ thống AI sẽ trả lời nhanh dựa trên hàng triệu văn bản luật, giải đáp trực tiếp khúc mắc của bạn.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10972-5:2015 (hoàn toàn tương đương với ISO 1268-5:2001) quy định về phương pháp chế tạo tấm thử bằng phương pháp quấn sợi đối với chất dẻo gia cường sợi. Dưới đây là phần tóm tắt chi tiết và chuyên sâu các nội dung cốt lõi từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này.

Điều 1: Phạm vi áp dụng

Điều khoản này xác định rõ giới hạn, mục đích và đối tượng áp dụng của phương pháp quấn sợi trong việc chế tạo tấm thử:

  • Tiêu chuẩn quy định phương pháp chế tạo các tấm thử bằng chất dẻo gia cường sợi song song (unidirectional) hoặc quấn chéo bằng kỹ thuật quấn sợi (filament winding).
  • Các tấm thử được chế tạo theo phương pháp này chủ yếu được sử dụng để gia công thành các mẫu thử tiêu chuẩn nhằm xác định các tính chất cơ lý, cơ học của vật liệu composite nền polyme gia cường sợi.
  • Phương pháp này áp dụng chủ yếu cho các hệ nhựa nhiệt rắn (như epoxy, polyester không no, vinyl ester) kết hợp với các loại sợi gia cường liên tục (như sợi thủy tinh, sợi cacbon, sợi aramid).

Điều 2: Tài liệu viện dẫn

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác và đồng bộ, cần viện dẫn và phối hợp với các tài liệu tiêu chuẩn sau:

  • TCVN 10972-1 (ISO 1268-1) về Chất dẻo gia cường sợi - Phương pháp chế tạo tấm thử - Phần 1: Hướng dẫn chung, nhằm đảm bảo tính đồng bộ về chuẩn bị mẫu, điều kiện môi trường thử nghiệm và các yêu cầu kỹ thuật cơ bản.
  • Các tiêu chuẩn liên quan đến việc xác định hàm lượng sợi, hàm lượng chất nền (nhựa) và độ rỗng của vật liệu composite sau khi đóng rắn để đánh giá chất lượng tấm thử thu được.

Điều 3: Nguyên tắc thực hiện

Nguyên tắc cốt lõi của phương pháp quấn sợi để chế tạo tấm thử bao gồm các bước kỹ thuật nghiêm ngặt sau:

  • Sợi gia cường liên tục được rút ra từ các cuộn sợi dưới một lực căng được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo độ thẳng, độ song song và phân bố đều của sợi trên bề mặt tấm thử.
  • Sợi sau đó được dẫn qua một bể thấm ướt chứa hệ nhựa lỏng (hoặc sử dụng sợi đã tẩm sẵn nhựa - prepreg) để đảm bảo nhựa bao phủ hoàn toàn bề mặt sợi và len lỏi vào giữa các sợi đơn.
  • Sợi đã tẩm nhựa được quấn lên một trục gá (mandrel) có hình dạng phù hợp (thường là trục gá phẳng hoặc trục gá hình trụ có đường kính lớn) theo một góc quấn và mật độ xác định trước.
  • Sau khi hoàn thành quá trình quấn, tấm sợi tẩm nhựa được tiến hành đóng rắn (curing) trong lò nhiệt hoặc ở nhiệt độ phòng theo đúng quy trình công nghệ của hệ nhựa sử dụng, sau đó tách ra khỏi trục gá để thu được tấm thử phẳng hoàn chỉnh.

Điều 4: Thiết bị và vật liệu

Tiêu chuẩn quy định chi tiết về các yêu cầu kỹ thuật đối với trang thiết bị và nguyên vật liệu đầu vào nhằm đảm bảo tính lặp lại và độ chính xác của mẫu thử:

  • Thiết bị quấn sợi: Phải có khả năng kiểm soát chính xác lực căng sợi, tốc độ quấn và bước quấn (góc quấn) để đảm bảo tính đồng nhất của tấm thử, tránh hiện tượng chồng chéo sợi không mong muốn hoặc tạo khoảng trống giữa các sợi.
  • Trục gá (Mandrel): Phải có bề mặt nhẵn mịn, không bị biến dạng dưới lực căng của sợi và nhiệt độ đóng rắn. Trục gá cần được phủ chất chống dính khuôn phù hợp để dễ dàng tách tấm thử sau khi đóng rắn mà không làm tổn hại đến cấu trúc bề mặt tấm.
  • Bể tẩm nhựa: Phải có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ (nếu cần) để kiểm soát độ nhớt của nhựa, đảm bảo sợi được thấm ướt hoàn toàn mà không làm mang theo quá nhiều nhựa thừa hoặc tạo bọt khí.
  • Hệ thống kiểm soát lực căng: Thiết bị phải có cơ cấu phanh hoặc điều chỉnh lực căng cơ học/điện tử để duy trì lực căng ổn định trong suốt quá trình quấn, tránh hiện tượng sợi bị chùng hoặc đứt.
  • Vật liệu gia cường: Sợi rovings liên tục (sợi thủy tinh, cacbon hoặc aramid) phải khô ráo, không bị xơ hóa, không bị nhiễm bẩn và tương thích tốt với hệ nhựa sử dụng.
  • Hệ nhựa nền: Nhựa nhiệt rắn cùng với các chất đóng rắn, chất xúc tác được pha trộn theo đúng tỷ lệ khuyến cáo của nhà sản xuất, đảm bảo thời gian gel hóa phù hợp với thời gian thực hiện quá trình quấn sợi.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10972-5:2015

ISO 1268-5:2001

CHẤT DẺO GIA CƯỜNG SỢI - PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO TẤM THỬ - PHẦN 5: QUẤN SỢI

Fibre-reinforced plastics - Methods of producing test plates - Part 5: Filament winding

 

CHẤT DẺO GIA CƯỜNG SỢI - PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO TẤM THỬ - PHẦN 5: QUẤN SỢI

Fibre-reinforced plastics - Methods of producing test plates - Part 5: Filament winding

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chế tạo tấm thử chất dẻo gia cường bằng cách quấn sợi; sử dụng sợi roving thủy tinh và nhựa nhiệt rắn (không bao gồm các sợi tẩm trước).

Tiêu chuẩn này quy định việc chế tạo các tấm gia cường đơn hướng trong các điều kiện công nghiệp tối ưu để từ đó có thể cắt các mẫu thử sử dụng cho các phép thử cơ học tĩnh khác.

Tiêu chuẩn này được xây dựng cho chất dẻo gia cường sợi thủy tinh đi từ nhựa polyeste hoặc epoxy nhưng cũng có thể mở rộng cho các loại nhựa và chất gia cường khác.

Tiêu chuẩn này phải được áp dụng cùng với TCVN 10972-1 (ISO 1268-1).

CHÚ THÍCH Để giúp cho việc hiểu rõ phương pháp này, từ "roving" được sử dụng trong toàn bộ tiêu chuẩn và bao gồm cả cho sợi bó, trừ khi được đề cập ngược lại.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 10972-1 (ISO 1268-1), Chất dẻo gia cường sợi - Phương pháp chế tạo tấm thử - Phần 1: Điều kiện chung.

3  Sức khỏe và an toàn

Xem TCVN 10972-1 (ISO 1268-1).

4  Nguyên tắc

Roving (hoặc một số sợi roving) đã tẩm nhựa được quấn thành một số lớp liên tiếp theo yêu cầu trên một khuôn tạo hình.

Độ dày cuối yêu cầu của tấm đạt được bằng cách lắp các tấm khuôn ngoài lên khuôn tạo hình. Quá trình polyme hóa có thể được thực hiện bằng các bàn gia nhiệt hoặc tủ sấy.

Phương pháp này chế tạo đồng thời hai tấm giống nhau.

5  Vật liệu

5.1  Roving

Phương pháp này áp dụng cho tất cả các roving có mật độ sợi tuyến tính từ 200 tex đến 4 800 tex. Đối với các mật độ thấp hơn, sử dụng kết hợp một số sợi roving đến giá trị mật độ tuyến tính từ 200 tex đến 4 800 tex (ví dụ, 10 sợi 22 tex sẽ được 220 tex).

5.2  Hệ nhựa

Nên sử dụng hệ nhựa (polyeste hoặc epoxy + xúc tác hoặc hệ hóa rắn) có các đặc tính sau:

- độ nhớt: nhỏ hơn 0,4 Pa.s ở nhiệt độ quấn;

- thời gian sống tối thiểu: thời gian sống tối thiểu của hệ nhựa tại nhiệt độ tiến hành phải đảm bảo sao cho mức tăng độ nhớt của nhựa khi kết thúc quá trình quấn nhỏ hơn 40 % giá trị ban đầu.

Nếu chọn một hệ nhựa không có các đặc tính nêu trên, độ nhớt và thời gian sống tối thiểu của hệ nhựa sử dụng phải được nêu trong báo cáo chế tạo tấm thử (Điều 11).

6  Kích thước tấm

Kích thước tấm được chế tạo phải có chiều dài 300 mm và chiều rộng 220 mm.

7  Hàm lượng vật liệu gia cường

Hàm lượng thủy tinh phải theo quy định của người yêu cầu chế tạo tấm: Hàm lượng thủy tinh của loại tấm nhiều lớp này thường bằng 70 % phần khối lượng.

CHÚ THÍCH Hàm lượng thủy tinh bằng 70 % phần khối lượng tương ứng với 52 % phần thể tích.

8  Thiết bị, dụng cụ

8.1  Guồng quay (tùy chọn)

Guồng quay phải được lắp với hệ thống kéo căng, cho phép điều chỉnh độ căng của roving từ 0 N đến 15 N (độ căng được xác định trước khi cho roving vào bể tẩm).

8.2  Máy quấn (xem Hình 1)

Máy quấn phải có các đặc tính sau

- tốc độ trục quay: có thể thay đổi liên tục từ 0 r/min đến 70 r/min;

- bước quấn: điều chỉnh được từ 0,5 mm đến 5 mm (bước này phải tương ứng với hành trình của trục dẫn hướng khi khuôn tạo hình hoàn thành một chu kỳ hoàn chỉnh);

- khi cần thiết, sử dụng tấm bức xạ nhiệt để có thể quấn roving lên khuôn tạo hình ở nhiệt độ không đổi.

CHÚ DẪN

1  Trục dẫn ra

2  Dụng cụ khử bọt

3  Trục dẫn sợi (loại có lỗ)

4  Roving

5  Bể tẩm có thành kép

6  Trục dẫn hướng có khía

7  Trục dẫn hướng phẳng

8  Tấm bức xạ

9  Khuôn tạo hình

10  Bể tẩm

11  Tay đòn có thể tháo rời

12  Máy quấn

13  Hệ thống điều chỉnh độ căng

14  Cuộn hoặc kiện roving

Hình 1 - Bể tẩm và máy quấn

8.3  Thiết b tm

8.3.1  Quy định chung

Có thể sử dụng một trong các thiết bị tẩm được mô tả trong 8.3.2 và 8.3.3. Nếu sử dụng hệ thống khác thì chi tiết phải được nêu trong báo cáo chuẩn bị tấm thử (Điều 11).

8.3.2  Bể tẩm (xem Hình 1)

Nhiệt độ của hệ nhựa trong bể phải được kiểm soát để duy trì độ nhớt (xem 5.2) càng không thay đổi càng tốt để đảm bảo tẩm roving được đồng đều và hoàn toàn.

Do đó bể tẩm nên có thành kép để có thể tuần hoàn một chất lỏng điều nhiệt và kích thước bể phải đảm bảo chiều dài tẩm ít nhất là 400 mm và chứa được khoảng 1 L nhựa.

Loại bể được đưa ra trong Hình 1 là một ví dụ. Bể nên có các đặc tính sau:

- trục dẫn sợi có lỗ ở đầu vào để tránh mài mòn (ví dụ làm bằng polytetrafluoroetylen hoặc kim loại mạ crom);

- trục dẫn sợi ở đầu ra đảm bảo việc tẩm hoàn thành mà không bị khô;

- dụng cụ khử bọt trong nhựa;

- các trục dẫn hướng nằm dưới bề mặt nhựa (xen kẽ loại phẳng và có rãnh).

8.3.3  Trục tm (xem Hình 2)

Trục này phải bền ăn mòn và bền mài mòn. Trục phải quay tự do và có đường kính tối thiểu là 120 mm. Chiều dài của diện tích tiếp xúc giữa roving và trục không được nhỏ hơn 20 % chu vi trục và trục phải được ngâm trong nhựa ở độ sâu xấp xỉ 20 % đến 30 % đường kính của nó. Sử dụng một lưỡi gạt để kiểm soát lượng nhựa trên trục. Khoảng cách giữa lưỡi gạt và trục có thể thay đổi từ 0 mm đến 3 mm. Việc cài đặt lưỡi gạt phải được xác định từ các phép thử sơ bộ. Sử dụng một dao cạo để loại bỏ nhựa không ngấm vào roving.

CHÚ DẪN

1

Rroving

4 Trục dẫn

2

Trục

5 Lưỡi gạt

3

Nhựa

 

Hình 2 - Trục tm

8.4  Khuôn tạo hình (xem Hình 3)

Khuôn bao gồm một khung tạo hình, được mài phẳng ở cả hai mặt, mà trên đó roving được quấn vào và các tấm khuôn ngoài được thiết kế để đặt lên cả hai mặt quấn và ép lên cạnh của khuôn tạo hình, do đó sẽ xác định chính xác độ dày của phần quấn. Bề mặt của các tấm khuôn ngoài phải rất phẳng và song song với mặt của khuôn tạo hình.

Sử dụng các miếng chặn đầu dạng thanh bằng cao su silicon để bịt kín khe hở giữa khuôn tạo hình và tấm khuôn ngoài để ngăn thất thoát nhựa trong quá trình đóng rắn.

CHÚ DẪN

1 Khung tạo hình

2 Tấm khuôn ngoài

3 Trục quay

4 Rãnh

5 Độ dày quấn

6 Miếng chặn bằng cao su silicon

7 Roving

Hình 3 - Khuôn quấn và đóng rắn

8.5  Máy ép có bàn gia nhiệt

Máy ép phải có các đặc tính sau:

- lực tối thiểu: 20 kN;

- nhiệt độ điều chỉnh được theo chu kỳ đóng rắn yêu cầu theo nhựa và hệ xúc tác.

Nếu không có máy ép có bàn gia nhiệt thì có thể sử dụng thay thế như sau:

- một hệ thống kẹp các tấm khuôn ngoài vào đúng vị trí;

- một tủ sấy có thể duy trì nhiệt độ chu kỳ đóng rắn yêu cầu theo hệ nhựa.

9  Cách tiến hành

Trừ khi có quy định khác, roving phải được gia công mà không cần điều hòa trước.

Gắn khuôn tạo hình lên trục quay của máy quấn. Khi bể tẩm được giữ ở nhiệt độ lớn hơn 50 oC, khuôn tạo hình nên được duy trì ở một nhiệt độ càng không đổi càng tốt (ví dụ bằng cách sử dụng tấm bức xạ nhiệt).

Điều chỉnh tốc độ của trục quay để đạt được tốc độ roving từ 5 m/min đến 15 m/min; tốc độ này phải được chọn sao cho việc quấn có thể hoàn thành trong khoảng thời gian sống của nhựa (xem 5.2).

Chọn thông số quấn như sau:

- bước quấn, p : 0,5 mm < p < 4 mm

- số lớp: n : 2 ≤ n ≤ 12

Ví dụ về các thông số quấn thích hợp xem trong Phụ lục A và cách tính toán xem trong Phụ lục B, nếu cần.

Đặt một kiện roving vào guồng tháo nếu có thể.

Tháo một chiều dài roving thích hợp theo phương tiếp tuyến hoặc hướng lên phía trên, cho sợi chạy qua hệ thống kéo căng, qua các trục dẫn hướng bên trong bể và qua trục dẫn sợi rồi gắn vào khuôn tạo hình.

Bằng cách sử dụng hệ thống kéo căng, điều chỉnh độ căng của roving để đảm bảo roving sẽ được quấn đều lên khuôn tạo hình.

Đổ nhựa vào trong bể tẩm.

Duy trì nhiệt độ của bể tại nhiệt độ đã lựa chọn.

Phủ tấm khuôn ngoài bằng chất chống dính ổn định ở nhiệt độ vận hành hoặc phủ bằng màng chịu nhiệt.

Nếu sử dụng một khuôn tạo hình không khía để cắt tấm quấn, gắn ở mỗi đầu của khuôn tạo hình một thanh nhựa để dễ dàng tháo tấm ra và ngăn chặn hư hỏng khuôn tạo hình khi cắt tấm quấn.

Đặt các miếng chặn đầu bằng cao su silicon vào mỗi đầu của hai cạnh khuôn tạo hình như trong Hình 3. Các miếng này được sử dụng để giữ roving căng trong khi quấn và tránh làm thất thoát nhựa ở trong khuôn. Vị trí và đường kính của miếng này phải đảm bảo sao cho phần quấn ở giữa chúng phẳng.

Phủ tấm khuôn ngoài bằng một lớp nhựa mỏng.

Quấn một lớp roving. Nếu cần, loại bỏ nhựa có trên bề mặt bằng một cái bay mềm hoặc bằng một con lăn. Lặp lại với từng lớp quấn.

Khi tấm quấn đã được hoàn thành, lắp tấm khuôn ngoài lên khuôn tạo hình (xem Hình 3).

Đặt tổ hợp này vào giữa các bàn gia nhiệt của máy ép hoặc trong tủ sấy với tấm khuôn ngoài được gắn đúng vị trí.

Đóng rắn khuôn ở nhiệt độ và thời gian được khuyến cáo đối với hệ nhựa sử dụng.

Tiếp tục quá trình sau đóng rắn của vật đúc (điều này có thể được thực hiện khi có hoặc không có tấm khuôn ngoài).

Để nguội đến nhiệt độ phòng

Tách riêng các tấm bằng cách cưa như cho trong Hình 4.

CHÚ DẪN

1  Trục quay của cưa vòng

2  Lưỡi cưa vòng

3  Chỗ khía

4  Tấm thử

5  Khuôn tạo hình

Hình 4 - Cách lấy tấm thử ra khỏi khuôn tạo hình

Cắt gọt tấm đến chiều dài và chiều rộng yêu cầu. Để tránh phá hủy mép, nên dùng cưa kim cương.

Mẫu thử được dùng cho các phép thử cơ học phải được lấy từ các tấm này và được cắt đến kích thước yêu cầu trong các tiêu chuẩn thử tương ứng.

10  Đánh giá đặc tính của các tấm thu được

10.1  Hàm lượng sợi

Xem TCVN 10972-1 (ISO 1268-1).

Hàm lượng sợi không được sai khác nhiều hơn 2 % so với giá trị quy định.

10.2  Độ rỗng

Xem TCVN 10972-1 (ISO 1268-1).

10.3  Ngoại quan và độ tm nhựa

Sau khi đúc, ngoại quan và chất lượng tẩm của tấm phải được kiểm tra để khẳng định rằng tấm nhiều lớp có chất lượng phù hợp.

10.4  Kích thước của tm

Đo độ dày, chiều rộng và chiều dài của tấm

11  Báo cáo chế tạo mẫu thử

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Thời gian và địa điểm chế tạo tấm thử;

c) Chi tiết số lớp và bước quấn, tính theo mm;

d) Mô tả vật liệu sử dụng (bao gồm loại vật liệu gia cường, loại nhựa, loại chất độn nếu có và hệ xúc tác đóng rắn, v.v....);

e) Mô tả thiết bị tẩm sử dụng (bể, con lăn hoặc loại khác);

f) Điều kiện vận hành (nhiệt độ hệ nhựa, theo oC và tốc độ roving, theo m/min);

g) Sử dụng máy ép hay tủ sấy;

h) Kích thước của tấm được chế tạo;

i) Hàm lượng sợi và hàm lượng chất độn, nếu có;

j) Chất lượng của tấm thử (ngoại quan, độ tẩm nhựa);

k) Thông tin bất kỳ cần thiết để chế tạo lại tấm một cách chính xác;

l) Bất kỳ sai khác nào so với tiêu chuẩn này.

Phụ lục A

(tham khảo)

Ví dụ về thông số quấn

Bảng A.1 đưa ra các thông số dùng để chế tạo các tấm đơn hướng dày 3 mm có hàm lượng thủy tinh cuối cùng gần 70 % khối lượng khi sử dụng nhựa có khối lượng riêng 1,2 g/cm3.

Hàm lượng thủy tinh có thể được tăng lên bằng cách tăng số lượng lớp hoặc giảm bước quấn và giảm đi bằng phương pháp ngược lại.

Mật độ sợi tuyến tính của roving

tex

S lượng roving

Tổng mật độ sợi tuyến tính

tex

Thông số tính toán

Thông số lựa chọn đối với số lớp chẵn

Số lớp

Bước quấn

mm

Số lớp

Bước quấn

mm

210

2

420

11

1,14

6

0,56

210

3

630

9

1,40

6

0,68

300

1

300

13

0,97

8

0,47

300

2

600

9

1,33

6

0,67

300

3

900

7

1,56

4

0,82

800

1

800

8

1,59

4

0,77

1200

1

1200

6

1,79

4

0,94

1600

1

1600

6

2,38

4

1,09

2000

1

2000

5

2,47

4

1,22

2400

1

2400

5

2,98

4

1,33

2400

2

4800

3

3,57

2

1,89

Phụ lục B

(tham khảo)

Cách tính toán thông số quấn để chế tạo tấm đơn hướng bằng phương pháp quấn

B.1  Số lượng các lớp

trong đó

n là số lượng các lớp quấn;

ρ là khối lượng riêng của thủy tinh, tính bằng gam trên centimet khối;

φ là hàm lượng thủy tinh, biểu thị bằng phần trăm thể tích;

ρl là mật độ sợi tuyến tính của roving, tính bằng tex;

h là độ dày của tấm thử, tính bằng milimét.

Số lượng các lớp quấn phải là một số nguyên. Khi cần, làm tròn kết quả đến số nguyên gần nhất hoặc số chẵn gần nhất.

B.2  Bước qun

trong đó

p là bước quấn, tính bằng milimét

các ký hiệu khác theo B.1.

verified HIỆU LỰC VĂN BẢN

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10972-5:2015 (ISO 1268-5:2001) về Chất dẻo gia cường sợi - Phương pháp chế tạo tấm thử - Phần 5: Quấn sợi

Số hiệu: TCVN10972-5:2015
Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
Ngày ban hành: 01/01/2015
Nơi ban hành: ***
Người ký: ***
Ngày công báo: Đang cập nhật
Số công báo: Đang cập nhật
Ngày hiệu lực: Đang cập nhật
Tình trạng: Còn hiệu lực
Lĩnh vực: Công nghiệp
auto_awesome Hỏi Đáp AI (Demo)
Online
👋 Xin chào! Tôi là Trợ lý AI Pháp Luật. Bạn cần giải đáp hoặc tóm tắt điều khoản nào trong Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10972-5:2015 (ISO 12...?
✨ 3 điểm chính 📅 Ngày hiệu lực ✍️ Người ký