Sử dụng con lăn để đảm bảo độ bám dính hoàn toàn của vải sợi carbon.

Tại Sao Việc Lăn Là Yếu Tố Thiết Yếu Để Đảm Bảo Độ Bám Dính Toàn Bộ Của Vải Sợi Carbon

Việc thực hiện đúng thao tác lăn đóng vai trò rất quan trọng khi làm việc với vải sợi carbon nếu muốn đạt được độ bám dính tốt giữa các lớp. Khi mọi người bỏ qua bước này hoặc thực hiện không đúng cách, các bọt khí nhỏ sẽ hình thành cùng với sự phân bố nhựa không đồng đều trong toàn bộ vật liệu. Những vấn đề này tạo ra các điểm yếu nơi cấu trúc không đủ chắc chắn như mong đợi. Mục đích chính của việc lăn là ép cho nhựa thấm hoàn toàn qua lớp dệt của vải, đảm bảo từng sợi carbon riêng lẻ được phủ đầy đủ. Quá trình ngậm nhựa này loại bỏ những khoảng trống gây phiền toái có thể dẫn đến hiện tượng tách lớp khi chịu áp lực hoặc chuyển động theo thời gian.

Các nghiên cứu cho thấy việc lăn thủ công cải thiện độ bền kết dính lên đến 30% so với chỉ sử dụng cọ quét (Tạp chí Vật liệu Composite, 2023). Áp lực từ các con lăn chuyên dụng cũng giúp loại bỏ bọt khí bị mắc kẹt, giảm nguy cơ khuyết tật tới 40%, tạo ra độ dày lớp nhựa đồng đều giữa các lớp và kích hoạt liên kết hóa học giữa vải và nền.

Bỏ qua bước này thường gây ra hiện tượng thiếu nhựa hoặc các điểm khô—những lỗi làm giảm khả năng chịu tải và đẩy nhanh sự hư hỏng do mỏi. Đối với các bộ phận chịu lực cao như tấm thân ô tô hay cấu trúc hàng không, việc lăn đều là bắt buộc—đây chính là yếu tố biến các lớp vải sợi carbon thành một vật liệu composite liền khối, hiệu suất cao.

Kỹ thuật lăn từng bước để đạt độ bám dính tối ưu cho vải sợi carbon

Chuẩn bị bề mặt và thi công nhựa trước khi lăn

Chuẩn bị bề mặt là yếu tố hoàn toàn quan trọng để đạt được liên kết chắc chắn giữa các vật liệu. Trước tiên, hãy đảm bảo tất cả các bề mặt đều sạch sẽ, không còn bụi, dầu và các chất bẩn khác có thể cản trở độ bám dính. Hầu hết các chuyên gia thường sử dụng acetone hoặc xăng trắng để xử lý các vết bẩn cứng đầu. Đối với những vật liệu quá trơn nhẵn như tường bê tông hoặc bề mặt kim loại, nên làm nhám chúng một chút. Hãy dùng giấy nhám hạt 60 đến 80 và chà đều lên những khu vực này cho đến khi bề mặt có độ xù cần thiết để lớp vật liệu tiếp theo bám dính tốt. Cũng đừng quên sửa chữa bất kỳ vết nứt hay lỗ hổng nào trên nền vật liệu. Sử dụng các chất trám phù hợp với từng loại vật liệu cụ thể và để chúng đông cứng hoàn toàn trước khi tiến hành bước tiếp theo. Khi thi công keo resin, hãy trét một lớp mỏng và đều khắp khu vực bằng bay răng cưa. Mục tiêu đạt khoảng 70% diện tích phủ để tránh xuất hiện các điểm khô hở. Tấm vải sợi carbon cần được đặt ngay lập tức khi keo resin vẫn còn dính, đảm bảo các mép nối giữa các tấm chồng lên nhau khoảng một đến hai inch để gia cố đúng cách.

Áp suất, hướng và tốc độ chính xác trong quá trình cuộn vải sợi carbon

Một con lăn sợi carbon có răng cưa hoạt động tốt nhất khi được đặt vuông góc với lớp dệt vải, tạo áp lực khoảng 15 đến 20 psi. Giữ cho con lăn di chuyển với tốc độ trung bình ổn định, khoảng một foot mỗi giây, bắt đầu từ giữa và di chuyển ra ngoài để đẩy các bọt khí ra xa khỏi vật liệu. Đảm bảo mỗi lần đi qua chồng lên khoảng một nửa lần trước đó với các nét kéo thẳng chỉ theo hướng tiến. Các chuyển động qua lại dễ làm hư hại sợi, vì vậy hãy luôn thực hiện các lần đi theo một hướng duy nhất nếu có thể. Khi làm việc với nhiều lớp, hãy để mỗi lớp đông cứng khoảng 30 đến 40 phút trước khi thêm lớp tiếp theo. Khoảng thời gian chờ này cho phép nhựa đạt đến trạng thái bán gel, sẵn sàng để nhận lớp tiếp theo. Luôn kiểm tra bằng mắt thường mức độ ngấm của nhựa vào vải. Những vùng trông trong suốt là dấu hiệu tốt của sự thấm đẫm đầy đủ, nhưng nếu vẫn còn các vết trắng hiện rõ, những điểm đó cần được lăn kỹ hơn để đảm bảo phủ kín hoàn toàn.

Ngăn Ngừa Các Khuyết Tật Thường Gặp: Bong Bóng Khí, Vết Khô và Bong Tróc Lớp

Loại bỏ bong bóng khí giữa các lớp bằng cách lăn kiểm soát cẩn thận

Khi không khí bị kẹt giữa các lớp vải sợi carbon, nó thực sự làm suy yếu toàn bộ cấu trúc và khiến cấu trúc kém khả năng chịu tải trọng nặng. Thủ thuật ở đây là lăn con lăn lên vật liệu theo góc khoảng 45 độ, đảm bảo chúng hơi chồng lấn nhau để đẩy không khí ra ngoài dần về phía các mép. Việc duy trì độ đồng nhất của nhựa đúng yêu cầu cũng rất quan trọng trong quá trình thi công. Nếu độ ẩm trong xưởng tăng lên trên 60%, nhựa thường đông cứng nhanh hơn dự kiến, điều này lại làm giữ chặt những bọt khí khó chịu thay vì cho phép chúng thoát ra. Đối với các bộ phận được sử dụng trên máy bay nơi chất lượng là yếu tố tối quan trọng, các nhà sản xuất thường thực hiện các bước kiểm tra xác nhận tuần tự. Sau mỗi lần lăn con lăn, cần có người kiểm tra kỹ bề mặt thi công dưới ánh sáng mạnh từ nhiều góc độ khác nhau trước khi nhựa bắt đầu đông đặc. Theo các nghiên cứu gần đây được công bố năm ngoái trên tạp chí Phân tích Sản xuất Vật liệu Composite, những xưởng chuyển từ các động tác lăn đơn giản qua lại sang các mẫu lăn chéo kiểu lưới này ghi nhận số lượng bọt khí hình thành giảm trung bình khoảng 92 phần trăm.

Tránh các điểm khô và thiếu nhựa thông qua áp suất cuộn đồng đều

Áp lực không nhất quán tạo ra các vùng thiếu nhựa nơi các sợi tách ra dưới áp lực. Sử dụng các cuộn được hiệu chuẩn với các tấm nhạy áp suất để xác minh 1520 psi trên bề mặtsự biến động vượt quá ± 2 psi làm tăng nguy cơ phân mảnh 40% (Báo cáo kỹ thuật polymer, 2024). Các điểm kiểm soát quan trọng bao gồm:

• Theo dõi chảy nhựa ở các cạnh: Sự bão hòa lý tưởng cho thấy biên xuyên suốt 1 2 mm
• Lấy lại nhựa ngay lập tức nếu các mảng mờ xuất hiện trong giữa cuộn
• Chuyển sang cuộn cong trên bề mặt cong để duy trì áp suất cạnh

Các nghiên cứu hình ảnh nhiệt xác nhận áp suất cuộn đồng đều làm giảm sự xuất hiện của điểm khô từ 1 trên 0,5 m2 xuống dưới 1 trên 5 m2.

Chọn và duy trì các cuộn đúng cho các ứng dụng vải sợi cacbon

Việc lựa chọn con lăn tối ưu cho quá trình cán tấm sợi carbon đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận về độ tương thích vật liệu và độ bền cấu trúc. Các con lăn không phản ứng và không hấp thụ giúp ngăn ngừa nhiễm bẩn và chống thấm nhựa—cả hai yếu tố này đều góp phần duy trì hiệu suất và tính nhất quán. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc chọn sai con lăn có thể gây ra tới 40% các sự cố bong tróc trong các dự án vật liệu composite.

Bảo trì rất quan trọng để giữ cho các con lăn luôn ở trạng thái tốt. Sau mỗi lần sử dụng, hãy nhanh chóng làm sạch các con lăn bằng dung môi phù hợp nhất với công việc trước khi bất kỳ lớp nhựa nào bắt đầu đông cứng trên đó. Đừng quên kiểm tra định kỳ dấu hiệu hao mòn – hãy chú ý những vết xước nhỏ hoặc biến dạng có thể làm vướng sợi trong quá trình vận hành. Và cách bảo quản cũng rất quan trọng; luôn đặt chúng đứng thẳng trong nơi có nhiệt độ ổn định để chúng không bị cong vênh theo thời gian. Những người duy trì thói quen chăm sóc thường xuyên như thế này thường thấy con lăn của họ kéo dài tuổi thọ gấp khoảng hai lần so với những con lăn bị bỏ quên hoặc lưu trữ không đúng cách.