Nghiên cứu kết cấu lõi giấy dùng trong sản xuất cửa rỗng ruột honeycomb hollow core door

Tài liệu nghiên cứu Nghiên cứu kết cấu lõi giấy trong sản xuất cửa honeycomb góp phần nâng cao kiến thức chuyên ngành và ứng dụng cho giáo dục đào tạo

• Trường học: Trường Đại học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Chế Biến Lâm Sản
• Đề tài: Nghiên cứu kết cấu lõi giấy dùng trong sản xuất cửa rỗng ruột (Honeycomb hollow core door)
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp

Tóm tắt

I. Bí quyết sản xuất cửa rỗng ruột Khám phá lõi giấy tổ ong

Trong ngành vật liệu xây dựng hiện đại, việc tìm kiếm giải pháp tối ưu giữa tính thẩm mỹ, độ bền và chi phí luôn là một bài toán quan trọng. Cửa rỗng ruột honeycomb (honeycomb hollow core door) ra đời như một câu trả lời thuyết phục, giải quyết nhu cầu của thị trường về một sản phẩm nhẹ, bền vững và giá cả hợp lý. Cốt lõi của công nghệ này nằm ở kết cấu lõi giấy dạng tổ ong, một cấu trúc được lấy cảm hứng từ tự nhiên và đã được chứng minh về hiệu quả qua hàng thế kỷ. Lịch sử ghi nhận cấu trúc tổ ong đã được ứng dụng từ thời cổ đại, ví dụ như mái vòm của đền Pantheon ở Rome, và được các nhà khoa học như Galileo Galilei và Charles Darwin nghiên cứu về khả năng tăng độ bền mà không làm tăng trọng lượng. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích và tối ưu hóa kết cấu lõi giấy để ứng dụng trong sản xuất cửa nội thất tại Việt Nam. Thị trường trong nước cho thấy nhu cầu cao đối với loại cửa này tại các công trình lớn như khách sạn và biệt thự cao cấp. Tuy nhiên, phần lớn lõi giấy tổ ong hiện nay vẫn phải nhập khẩu, làm tăng chi phí sản phẩm. Do đó, việc tự chủ nghiên cứu và sản xuất lõi giấy tổ ong từ vật liệu tái chế không chỉ giúp giảm giá thành mà còn thúc đẩy ngành công nghiệp vật liệu trong nước phát triển bền vững. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào việc xác định các thông số công nghệ hợp lý, từ việc lựa chọn giấy bìa, loại keo dán, đến quy trình ép để tạo ra sản phẩm cửa có độ bền nén vuông góc và cường độ liên kết tối ưu.

1.1. Lịch sử phát triển của cấu trúc honeycomb trong xây dựng

Cấu trúc tổ ong không phải là một phát minh mới. Từ năm 36 TCN, Marcus Varro đã nhận thấy hình lục giác là cách sử dụng không gian và vật liệu hiệu quả nhất. Lịch sử công nghệ tổ ong có những cột mốc quan trọng: năm 1901, Hans Heilbrun phát minh ra giấy tổ ong và quy trình sản xuất mở rộng. Năm 1915, Hugo Junkers được cấp bằng sáng chế cho lõi tổ ong đầu tiên ứng dụng trong máy bay. Đến năm 1969, vật liệu lõi tổ ong chịu lửa từ giấy Nomex đã được sử dụng trong máy bay Boeing 747. Những phát triển này cho thấy cấu trúc honeycomb là một giải pháp kỹ thuật vượt trội, giúp tạo ra các sản phẩm có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cực kỳ cao. Việc ứng dụng cấu trúc này vào sản xuất cửa nội thất là một bước tiến hợp lý, tận dụng những ưu điểm đã được kiểm chứng trong các ngành công nghệ cao như hàng không vũ trụ.

1.2. Tầm quan trọng của lõi giấy tổ ong tại thị trường Việt Nam

Tại Việt Nam, các công trình lớn như Khách sạn Sofitel Plaza hay Khu Biệt thự Golden Westlake đã sử dụng cửa lõi giấy tổ ong, cho thấy nhu cầu thực tế là rất lớn. Tuy nhiên, sự phụ thuộc vào nguồn cung nhập khẩu từ Ý làm tăng giá thành và giảm tính cạnh tranh của sản phẩm. Việc nghiên cứu và phát triển sản xuất lõi giấy tổ ong trong nước là một vấn đề cấp thiết. Nó không chỉ giúp các doanh nghiệp chủ động về nguồn cung, giảm chi phí mà còn tận dụng được nguồn vật liệu tái chế, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững. Đề tài này đặt mục tiêu cung cấp cơ sở khoa học cho việc sản xuất hàng loạt cửa rỗng ruột honeycomb, góp phần nâng cao giá trị cho ngành chế biến lâm sản và vật liệu xây dựng Việt Nam.

II. Thách thức trong sản xuất cửa Tối ưu độ bền và chi phí

Việc sản xuất một cánh cửa vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vừa có giá thành cạnh tranh là một thách thức lớn. Cửa gỗ tự nhiên truyền thống dù bền chắc nhưng nặng, dễ cong vênh và chi phí cao. Các loại cửa công nghiệp lõi đặc tuy khắc phục được một số nhược điểm nhưng vẫn còn nặng và khả năng cách âm, cách nhiệt hạn chế. Cửa rỗng ruột honeycomb nổi lên như một giải pháp, nhưng chất lượng của nó phụ thuộc trực tiếp vào kết cấu lõi giấy. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sản phẩm bao gồm chất lượng nguyên liệu giấy, loại keo sử dụng, và các thông số trong quy trình sản xuất như áp suất và thời gian ép. Một trong những thách thức cốt lõi là xác định được kích thước cạnh tổ ong tối ưu. Cạnh tổ ong quá lớn sẽ làm giảm độ bền nén vuông góc của bề mặt cửa, khiến cửa dễ bị lõm khi va đập. Ngược lại, cạnh tổ ong quá nhỏ tuy tăng độ bền nhưng lại làm tăng chi phí nguyên liệu và độ phức tạp trong sản xuất. Bên cạnh đó, khả năng chống ẩm của lõi giấy tổ ong cũng là một vấn đề cần quan tâm, vì giấy là vật liệu hút ẩm cao. Việc lựa chọn chất kết dính và phương pháp ép phù hợp để đảm bảo liên kết bền vững giữa các lớp giấy và giữa lõi với bề mặt veneer là yếu tố quyết định đến độ bền tổng thể của sản phẩm.

2.1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng vật liệu lõi

Chất lượng của vật liệu lõi quyết định đến 80% hiệu suất của cửa. Các yếu tố chính bao gồm: khả năng chịu tải, độ bền kết dính, và khả năng hấp thụ năng lượng khi va đập. Vật liệu lõi phải có độ bền trượt cao để phân tán lực tác động lên bề mặt. Liên kết giữa lõi và lớp bề mặt phải đủ chắc chắn để tránh hiện tượng bung, tách lớp. Ngoài ra, nguyên liệu giấy (độ dày, định lượng), loại keo (hàm lượng khô, độ nhớt), và chế độ ép (áp suất, thời gian, nhiệt độ) đều là những biến số quan trọng cần được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình sản xuất lõi giấy tổ ong để tạo ra một sản phẩm đồng nhất và chất lượng cao.

2.2. Nhược điểm của cửa lõi giấy honeycomb và giải pháp khắc phục

Mặc dù có nhiều ưu điểm, cửa lõi giấy honeycomb vẫn tồn tại một số nhược điểm. Độ bền của nó không thể so sánh với cửa gỗ tự nhiên lõi đặc. Đặc biệt, khả năng chống ẩm là một yếu điểm lớn do lõi giấy có cấu trúc sợi xenluloza dễ hút nước. Để khắc phục, các giải pháp cần được nghiên cứu bao gồm: sử dụng các loại giấy bìa đã qua xử lý chống ẩm, lựa chọn các loại keo có khả năng kháng nước tốt hơn như keo EPI thay vì chỉ dùng keo PVAc, và đảm bảo lớp phủ bề mặt (veneer, laminate) được dán kín, không có kẽ hở để hơi ẩm xâm nhập vào bên trong lõi. Việc kiểm soát độ ẩm của nguyên liệu đầu vào cũng là một bước quan trọng trong quy trình sản xuất.

III. Hướng dẫn nghiên cứu kết cấu lõi giấy tổ ong tối ưu nhất

Để xác định kết cấu lõi giấy tổ ong tối ưu, nghiên cứu đã áp dụng phương pháp thực nghiệm khoa học. Quy trình bắt đầu từ việc lựa chọn nguyên vật liệu tiêu chuẩn, bao gồm giấy bìa cứng dày 0.5mm và chất kết dính PVAc. Các mẫu thí nghiệm được tạo ra với ba biến thể kích thước cạnh tổ ong khác nhau: 10mm, 20mm và 30mm. Đồng thời, một mẫu đối chứng rỗng ruột (không có lõi giấy) cũng được tạo ra để so sánh hiệu quả. Quá trình tạo mẫu tuân thủ một quy trình công nghệ nghiêm ngặt, trong đó các yếu tố như lượng keo tráng, áp suất ép và thời gian ép được kiểm soát chặt chẽ. Cụ thể, lượng keo tráng trên bề mặt bìa là 140g/m² và trên veneer là 180g/m². Phương pháp ép nguội được lựa chọn để giảm chi phí năng lượng và tránh các khuyết tật do nhiệt gây ra. Áp suất ép được điều chỉnh ở mức 1 MPa cho lõi và 1.2 MPa khi dán phủ veneer. Các thông số này được lựa chọn dựa trên cơ sở kế thừa các nghiên cứu trước đó và kinh nghiệm thực tiễn để đảm bảo tạo ra các mẫu thí nghiệm đồng đều, phục vụ cho việc đánh giá khách quan các chỉ tiêu cơ lý quan trọng như độ bền nén vuông góc và cường độ kéo trượt màng keo.

3.1. Phương pháp thực nghiệm và quy trình tạo mẫu chi tiết

Phương pháp nghiên cứu chính là thực nghiệm trong phòng thí nghiệm. Các mẫu được tạo theo kết cấu 3 lớp: veneer - lõi giấy tổ ong - veneer. Quy trình tạo lõi bắt đầu bằng việc gấp nếp các tấm bìa, tráng keo tại các vị trí xác định, xếp chồng các tấm lên nhau và đưa vào máy ép nguội. Sau khi ép, tấm lõi được kéo dãn để tạo hình lục giác và cắt theo kích thước yêu cầu trước khi đưa vào khung gỗ. Cuối cùng, hai tấm veneer được dán phủ lên bề mặt và ép lại lần nữa để hoàn thiện mẫu. Toàn bộ quy trình được thực hiện thủ công cẩn thận để đảm bảo độ chính xác, dù điều này có thể ảnh hưởng phần nào đến sự đồng nhất tuyệt đối giữa các mẫu.

3.2. Vai trò của chất kết dính PVAc và thông số công nghệ ép

Keo PVAc (Polyvinyl Acetate) được chọn vì có giá thành thấp, ít độc hại và phổ biến trên thị trường. Các đặc tính như hàm lượng khô (35%), độ nhớt và độ pH của keo ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối dán. Phương pháp ép nguội được áp dụng với áp suất 1 MPa trong 6 phút để tạo lõi và 1,2 MPa trong 121 phút để dán phủ veneer. Áp suất ép đóng vai trò tạo ra sự tiếp xúc cần thiết giữa các bề mặt, đảm bảo màng keo mỏng, đều và không có túi khí. Thời gian ép được tính toán đủ để keo đóng rắn hoàn toàn, tạo ra liên kết bền vững cho kết cấu lõi giấy.

IV. Kết quả thực nghiệm Ảnh hưởng của kích thước cạnh tổ ong

Kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã cung cấp những dữ liệu quan trọng về ảnh hưởng của kết cấu lõi giấy đến các đặc tính cơ học của cửa. Chỉ tiêu quan trọng nhất được phân tích là độ bền nén vuông góc bề mặt, phản ánh khả năng chống lại các lực va đập cục bộ. Dữ liệu cho thấy một mối tương quan rõ ràng: kích thước cạnh tổ ong càng nhỏ, cường độ chịu nén của sản phẩm càng tăng. Cụ thể, mẫu có cạnh tổ ong 10mm cho kết quả độ bền nén cao nhất (trung bình 373,6 N), vượt trội so với mẫu cạnh 20mm (273,8 N) và mẫu cạnh 30mm (174 N). Đáng chú ý, cường độ nén của mẫu lõi giấy cạnh 30mm chỉ tương đương với mẫu đối chứng không có lõi (172,4 N), cho thấy với kích thước ô lục giác quá lớn, hiệu quả phân tán lực của lõi giấy tổ ong không còn rõ rệt. Điều này chứng tỏ mật độ của kết cấu lõi là yếu tố then chốt. Khi mật độ ô lục giác tăng lên, lực tác dụng được phân tán trên nhiều cạnh hơn, đồng thời tăng diện tích bám dính với lớp veneer bề mặt, từ đó cải thiện đáng kể sự ổn định và độ cứng của toàn bộ tấm cửa. Những phát hiện này là cơ sở khoa học vững chắc để lựa chọn thiết kế kết cấu lõi giấy tối ưu cho sản xuất thực tế.

4.1. Đánh giá chi tiết độ bền nén vuông góc của các mẫu thử

Thí nghiệm kiểm tra độ bền nén vuông góc được thực hiện trên máy chuyên dụng. Kết quả cho thấy mẫu có lõi giấy tổ ong với cạnh 10mm có cường độ chịu nén cao hơn khoảng 116% so với mẫu lõi rỗng. Hình dạng phá hủy của các mẫu cũng khác nhau: mẫu có lõi chỉ bị lõm bề mặt tại vị trí nén, trong khi mẫu lõi rỗng bị phá hủy hoàn toàn. Điều này minh chứng cho vai trò của kết cấu lõi giấy như một "khung xương" phân tán lực hiệu quả, giúp bảo vệ bề mặt sản phẩm. Mật độ ô lục giác càng lớn (cạnh càng nhỏ) thì khả năng phân tán lực càng tốt, dẫn đến cường độ chịu nén càng cao.

4.2. Phân tích cường độ kéo trượt màng keo và các hạn chế

Thí nghiệm kiểm tra cường độ kéo trượt màng keo giữa các lớp giấy đã không thành công như mong đợi. Tất cả các mẫu thử đều bị phá hủy tại phần nếp gấp của giấy bìa thay vì tại vị trí màng keo. Điều này cho thấy cường độ của màng keo PVAc lớn hơn cường độ của chính vật liệu giấy tại điểm chịu ứng suất cao nhất. Mặc dù không xác định được trị số cụ thể, kết quả này gián tiếp khẳng định chất lượng liên kết của chất kết dính là rất tốt. Tuy nhiên, để có kết quả chính xác hơn, các nghiên cứu trong tương lai cần cải tiến phương pháp thử, chẳng hạn như gia cố mẫu tại các vị trí kẹp để đảm bảo phá hủy xảy ra tại đúng khu vực màng keo.

V. Ứng dụng và tương lai cửa lõi giấy honeycomb tại Việt Nam

Từ những kết quả nghiên cứu, có thể khẳng định rằng cửa rỗng ruột honeycomb với kết cấu lõi giấy được thiết kế hợp lý là một giải pháp vật liệu đầy hứa hẹn cho thị trường Việt Nam. Sản phẩm này mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các loại cửa truyền thống. Ưu điểm lớn nhất là trọng lượng nhẹ, giúp giảm tải trọng cho công trình, dễ dàng vận chuyển và lắp đặt. Bên cạnh đó, cấu trúc rỗng của lõi giấy tổ ong tạo ra các khoang khí, mang lại khả năng cách âm, cách nhiệt tốt hơn đáng kể so với cửa lõi đặc. Về mặt kinh tế, việc sử dụng giấy tái chế làm nguyên liệu chính giúp giảm chi phí sản xuất, tạo ra sản phẩm có giá thành cạnh tranh, phù hợp với nhiều phân khúc người dùng. Dựa trên phân tích, kích thước cạnh tổ ong 10mm được đề xuất là lựa chọn tối ưu, cân bằng giữa độ bền cơ học và hiệu quả sản xuất. Tương lai của dòng sản phẩm này tại Việt Nam rất rộng mở, đặc biệt trong bối cảnh các công trình xây dựng ngày càng yêu cầu cao về vật liệu xanh, nhẹ và hiệu quả. Để phát triển sản xuất quy mô lớn, cần có những nghiên cứu sâu hơn về việc tự động hóa quy trình, kết hợp các loại keo tiên tiến hơn và tối ưu hóa các thông số ép nhiệt để tăng năng suất.

5.1. Tổng kết ưu điểm vượt trội của cửa rỗng ruột honeycomb

Cửa rỗng ruột honeycomb sở hữu nhiều ưu điểm: Trọng lượng nhẹ giúp giảm chi phí vận chuyển và lắp đặt; khả năng cách âm, cách nhiệt tốt do cấu trúc nhiều ô khí; bề mặt phẳng, ít bị biến dạng, cong vênh hơn gỗ tự nhiên; chi phí sản xuất thấp do sử dụng vật liệu tái chế. Đặc biệt, nghiên cứu đã chứng minh khi chọn kích thước cạnh tổ ong hợp lý (ví dụ 10mm), độ bền nén của sản phẩm được cải thiện đáng kể, đáp ứng tốt yêu cầu sử dụng cho cửa nội thất.

5.2. Kiến nghị và hướng phát triển cho sản xuất quy mô lớn

Để đưa sản phẩm vào sản xuất công nghiệp, cần có những cải tiến và nghiên cứu sâu hơn. Kiến nghị bao gồm: nghiên cứu chế độ ép nhiệt để rút ngắn thời gian sản xuất và tăng năng suất; thử nghiệm các loại chất kết dính khác như keo U-F hoặc EPI để cải thiện khả năng chống ẩm; chuẩn hóa quy trình gia công để đảm bảo độ chính xác và đồng đều cho sản phẩm. Đồng thời, cần xây dựng các tiêu chuẩn chất lượng cụ thể cho cửa lõi giấy tổ ong tại Việt Nam. Việc đầu tư vào dây chuyền sản xuất tự động sẽ là bước đi cần thiết để nâng cao năng lực cạnh tranh và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Đối với người tiêu dùng phổ thông ngày trước, việc sở hữu một sản phẩm vừa đáp ứng tính thẩm mỹ, vừa đảm bảo về độ bền chắc, đồng thời giá thành không quá cao là một điều khá nan giải. Tuy nhiên, với sự phát triển mạnh mẽ từ nửa sau thế kỷ XX của ngành vật liệu composite, loại vật liệu dựa trên quy luật kết hợp – một quy luật phổ biến trong tự nhiên, điều đó đã trở thành hiện thực. Xét về bản chất, composite là loại vật liệu lai tạo giữa hai hoặc nhiều loại vật liệu cấu thành, với tính chất bổ sung cho nhau, nhưng người ta chỉ quan tâm tới tập hợp tối ưu tính chất của vật liệu cấu thành. Đối với composite kết cấu thì cần độ bền riêng cao kết hợp tính dẻo tốt và chịu được nhiệt độ, đối với composite dụng cụ thì độ cứng, tính bền, khả năng chịu mài mòn được quan tâm nhiều hơn.

Như chúng ta đã biết, trong tự nhiên, tổ ong là một loại hình kết cấu khá bền, được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hiện đại đặc biệt là trong xây dựng. Loại hình vật liệu ba lớp với lớp lõi có dạng hinh tổ ong đang là một hướng phát triển của ngành vật liệu composite. Đối với cửa nội thất, yêu cầu về độ bền không cao như ngoại thất, tuy nhiên tính ít độc hại trở nên khắt khe hơn thì việc phát triển loại hình cửa dạng tấm ba lớp là một giải pháp nên xem xét. Để đưa vào thực tế sản xuất, quan trọng nhất vẫn là vật liệu tạo lõi, từ khâu lựa chọn loại giấy bìa, loại keo thích hợp, đồng thời nghiên cứu được các thông số công nghệ hợp lý trong tạo sản phẩm.

Do điều kiện thời gian có hạn nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu độ bền nén vuông góc của bề mặt sản phẩm và cường độ kéo trượt màng keo lớp lõi. Được sự đồng ý của khoa Chế Biến Lâm Sản – trường Đại học Lâm Nghiệp, tôi xin nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu kết cấu lõi giấy dùng trong sản xuất cửa rỗng ruột (Honeycomb hollow core door)” 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử phát triển Cấu trúc tổ ong mật đã được con người biết đến từ thời cổ đại. Người đầu tiên được cho là đã làm ra tổ ong đầu tiên là Daedalus, vời nguyên liệu tạo nên nó bằng vàng. Sau đó, Euclid và Zenodorus nhận thấy rằng hình dạng lục giác làm cho hiệu quả sử dụng không gian và vật liệu xây dựng là tối đa.

Nội thất và mái vòm của đền Pantheon ở Rome là một ví dụ đầu tiên của cấu trúc tổ ong. Đầu thế kỷ thứ XVIII, nhà khoa học người Pháp Malaerqi đó từng đo được góc của tổ ong, phát hiện ra một quy luật thú vị, đó là số đo mỗi góc tù của hình lăng trụ là 109 độ 26 phút, góc nhọn là 70 độ 32 phút. Hiện tượng này gợi lên trong đầu nhà vật lý học người Pháp Leomiule một ý tưởng: hình dạng cố định và đặc biệt này, phải chăng là tốn ít nhiên liệu nhất, đồng thời diện tích sử dụng lại là lớn nhất? Vì thế, ông đã tham khảo nhà toán học người Thụy Sĩ Kenige, sau một quá trình nghiên cứu tỷ mỷ, Kenige chứng thực cho phỏng đoán của ông. Nhưng góc của tổ ong tính ra lần này là 109 độ 26 phút và 70 độ 34 phút, sai hai phút so với góc mà Leomiule tính ra.

Các cấu trúc tổ ong giấy đầu tiên được nghiên cứu và phát triển tại Trung Quốc khoảng 2000 năm trước để trang trí, tuy nhiên không có tài liệu tham khảo cho việc này. Tổ ong giấy và quá trình mở rộng sản xuất đã được Hans Heilbrun phát minh vào năm 1901 ở Halle/Saale - Đức trong lĩnh vực trang trí. Cấu trúc tổ ong đầu tiên làm từ các tấm kim loại dạng lượn sóng đã được phát triển vào năm 1890. Hugo Junkers là người đầu tiên khám phá ra ý tưởng của một lõi tổ ong trong một cấu trúc gỗ.

Ông đề xuất và được cấp bằng sáng chế lõi tổ ong đầu tiên cho ứng dụng máy bay vào năm 1915. Ông mô tả tấm có lõi tổ ong có thể gánh được tải trọng lớn trong quá trình nén bằng cách sắp xếp một loạt các ô vuông hoặc hình chữ nhật hoặc các ô rỗng hình tam giác hoặc hình lục giác. 2 Một bản tóm tắt về những phát triển quan trọng trong lịch sử của công nghệ tổ ong được đưa ra dưới đây: Năm 60 trước Công Nguyên: Diodorus Siculus phát hiện một tổ ong bằng vàng được sản xuất bởi Daedalus. Năm 36 trước Công Nguyên: Marcus Varro phát hiện ra việc sử dụng hiệu quả nhất của không gian và vật liệu xây dựng hình lục giác.

Năm 126: Đền Pantheon được xây dựng lại tại Rome với cấu trúc mái vòm dạng tổ ong. Năm 1638: Galileo Galilei thảo luận về các chất rắn rỗng và tăng độ bền của chúng mà không cần tăng thêm trọng lượng. Năm 1859: Charles Darwin cho rằng cấu trúc của tổ ong-ong là hoàn toàn hoàn hảo trong tiết kiệm lao động và sáp. Năm 1877: FH Küstermann phát minh ra quá trình tạo tổ ong sử dụng hỗn hợp keo dán - giấy.

Năm 1890: Julius Steigel phát minh ra quá trình sản xuất tổ ong từ các tấm kim loại dạng sóng. Năm 1901: Hans Heilbrun phát minh ra giấy tổ ong hình lục giác và quá trình sản xuất mở rộng. Renyi được cấp bằng sáng chế đầu tiên trong sử dụng các cấu trúc tổ ong cho các ứng dụng kết cấu. Năm 1915: Hugo Junkers bằng sáng chế các lõi tổ ong đầu tiên cho các ứng dụng máy bay.

Năm 1931: George Thomson đề xuất sử dụng trang trí chi tiết cho các tấm thạch cao nhẹ bằng giấy tổ ong. Budd được cấp bằng sáng chế thép hàn tổ ong 3 lớp từ các tấm kim loại dạng sóng. Năm 1937: Claude Dornier đuợc cấp bằng sáng chế tấm panel tổ ong với lớp vỏ ép trong một trạng thái dẻo vào thành tế bào cốt lõi. 3 Năm 1938: Norman de Bruyne đuợc cấp bằng sáng chế liên kết dính cấu trúc của cấu trúc tổ ong 3 lớp.

Lincoln đề xuất việc sử dụng mở rộng giấy tổ ong trong lớp vỏ bảo vệ máy bay Năm 1948: Roger Steele áp dụng quy trình sản xuất mở rộng sử dụng cáp quang tấm composite lõi tổ ong cốt thép. Năm 1969: chiếc Boeing 747 sử dụng vật liệu lõi tổ ong chịu lửa từ giấy Nomex. Những năm đầu thập niên 80: Cấu trúc lõi tổ ong bằng nhựa nhiệt dẻo sản xuất bởi quá trình ép đùn được giới thiệu. Qua vài thế kỷ nghiên cứu kết cấu của tổ ong, con người phát hiện ra kết cấu này có lợi nhất cho việc tiết kiệm nhiên liệu và tận dụng không gian.

Con người cũng tìm ra không ít những ứng dụng diệu kỳ của nó. Hiện nay con người đang ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kiến trúc, hàng không, vô tuyến điện… Từ kiến trúc “Tầng hầm kiểu tổ ong” cách âm cách điệu đến thiết kế con tàu con thoi phóng vào vũ trụ, đều có quan hệ mật thiết với kết cấu của tổ ong. Tính quan trọng của đề tài Tại Việt Nam hiện nay có rất nhiều công trình sử dụng cửa lõi giấy tổ ong như Khách sạn Sofitel Plaza, Khách sạn Horrison, Khu Biệt thự Golden Westlake…điều này chứng tỏ nhu cầu sử dụng loại hình sản phẩm này là khá cao. Tuy nhiên chỉ có một số ít công ty sản xuất lõi giấy tổ ong, với quy mô nhỏ như Công ty Kim Qui hoặc tại khu chế xuất Nội Bài, còn lại đa phần lõi giấy tồ ong được nhập khẩu từ Ý, điều này phần nào làm tăng chi phí cho sản phẩm, mặc dù giấy bìa đưa vào sản xuất lõi giấy được làm từ vật liệu tái chế, vì vậy, việc nghiên cứu phát triển sản phẩm tấm cửa lõi giấy tổ ong là một vấn đề cần được xem xét.

4 Chƣơng 2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu tổng quan Kết quả nghiên cứu sẽ được dùng làm cơ sở cho việc sản xuất các loại cửa rỗng ruột.2 Mục tiêu cụ thể Xác định sự ảnh hưởng của kết cấu lõi giấy tới cường độ chịu lực của cửa rỗng ruột. Nội dung nghiên cứu + Tạo mẫu thí nghiệm có kết cấu 3 lớp: veneer-lõi giấy tổ ong-veneer. + Tạo mẫu đối chứng có kết cấu rỗng (không có lõi giấy tổ ong bên trong mà chỉ có dán phủ veneer vào phần khung gỗ). + Kiểm tra cường độ chịu nén vuông góc bề mặt của các mẫu thí nghiệm.

+ Kiểm tra cường độ kéo trượt màng keo cũa lõi giấy. + Tổng hợp, phân tích, đánh giá số liệu thu thập được. + Lựa chọn kết cấu lõi giấy hợp lý trong phạm vi nghiên cứu Hình 2. Cấu trúc cửa lõi tổ ong 5 2.

Phạm vi nghiên cứu 2. Nguyên liệu Đề tài sử dụng loại giấy bìa cứng dày 0,5mm để tạo nên tấm lõi tổ ong. Chất kết dính Loại chất kết dính sử dụng trong đề tài là chất kết dính PVAc. Máy móc thiết bị + Máy ép tại Trung tâm chuyển giao công nghệ công nghiệp rừng – Trường Đại học Lâm Nghiệp.

+ Máy kiểm tra cường độ kéo nén tại trung tâm thí nghiệm thực hành bộ môn Khoa học gỗ - Trường Đại học Lâm Nghiệp. Các yếu tố ảnh hưởng + Nguyên liệu + Loại keo, lượng keo + Phương pháp ép + Thời gian ép, áp suất ép 2. Các yếu tố khảo sát Do chưa có một tiêu chuẩn cụ thể nên đề tài sẽ khảo sát trị số độ bền nén vuông góc bề mặt với mẫu thí nghiệm có kích thước 80x80x30 mm và trị số cường độ kéo trượt màng keo liên kết giữa các lớp tổ ong, từ đó rút ra kết luận loại hình sản phẩm nào có phẩm chất tối ưu nhất. + Mẫu ván không có lõi giấy (mẫu đối chứng): Kiểm tra độ bền nén của 5 mẫu.

+ Mẫu ván cạnh tổ ong 10mm: Kiểm tra độ bền nén vuông góc của 5 mẫu và cường độ kéo trượt màng keo liên kết lõi của 10 mẫu. + Mẫu ván cạnh tổ ong 20mm: Kiểm tra độ bền nén vuông góc của 5 mẫu và cường độ kéo trượt màng keo liên kết lõi của 10 mẫu. + Mẫu ván cạnh tổ ong 30mm: Kiểm tra độ bền nén vuông góc của 5 mẫu và cường độ kéo trượt màng keo liên kết lõi của 10 mẫu. Phƣơng pháp nghiên cứu Căn cứ vào đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu, tôi chọn phương pháp nghiên cứu thực nghiệm có kế thừa kết quả từ những nghiên cứu trước đó.

Phương pháp xử lý số liệu. Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và sử dụng thống kê toán học.