Giới thiệu dự án
Ngành công nghiệp đóng tàu và vận tải thủy nội địa tại Việt Nam – đặc biệt là khu vực Đồng bằng sông Cửu Long với hơn 28.000 km đường thủy – phụ thuộc rất lớn vào các hệ thống chân vịt đẩy tàu thuyền. Theo các báo cáo kỹ thuật hàng hải, chân vịt kim loại truyền thống (đồng, gang, nhôm) thường xuyên đối mặt với sự cố ăn mòn điện hóa, rỗ xâm thực (cavitation) trong môi trường nước lợ/mặn, đồng thời có trọng lượng bản thân lớn làm gia tăng tiêu hao nhiên liệu từ 10% đến 15%.
Phương pháp gia công composite truyền thống tại các cơ sở đóng tàu nội địa chủ yếu là phương pháp thủ công (Hand Lay-Up), bộc lộ hàng loạt nhược điểm: tỷ lệ bọt khí cao (>5%), bề mặt hoàn thiện một mặt thô ráp, cơ tính không đồng đều và lượng khí styrene phát tán tự do gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Để giải quyết triệt để các tồn tại này, đề tài “Ứng dụng công nghệ RTM chế tạo một số sản phẩm mẫu thử (dạng chân vịt)” của nhóm tác giả tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM tập trung nghiên cứu giải pháp gia công khuôn kín Resin Transfer Molding (RTM), kết hợp thiết kế thủy động lực học tham số hóa để chế tạo chân vịt composite hiệu suất cao.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| PROBLEM STATEMENT |
| Chân vịt kim loại: Ăn mòn mặn, rỗ xâm thực, khối lượng nặng, tiêu hao nhiên liệu |
| Thủ công Hand Lay-Up: Bọt khí > 5%, bề mặt thô, cong vênh, phát tán độc hại VOC |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
│
▼
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| SOLUTION APPROACH |
| CAD Tham số CAESES FFW + Tách khuôn Creo 3.0 + Phay CNC + Công nghệ khuôn kín RTM |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
Mục tiêu của đề tài
- Làm chủ nguyên lý công nghệ RTM (Resin Transfer Molding): Xây dựng hoàn chỉnh hệ thống ép nhựa áp suất thấp vào khuôn kín nạp sẵn sợi gia cường.
- Thiết kế tham số hóa hình học cánh chân vịt 3D: Ứng dụng phần mềm chuyên dụng CAESES Friendship Framework để tạo biên dạng thủy động lực học tối ưu.
- Mô hình hóa và tách khuôn cơ khí: Sử dụng Creo Parametric 3.0 (Module Mold Cavity) để phân chia mặt phân khuôn phức tạp, tính toán độ co ngót và hệ thống thoát khí/kênh dẫn.
- Lập trình và gia công khuôn kim loại trên máy CNC: Tạo phôi, thiết lập chu trình phay thô (Roughing) và phay tinh (Surface Milling) trên máy phay CNC Hamai.
- Chế tạo và thử nghiệm thực địa: Chế tạo thành công mẫu thử chân vịt composite 3 cánh ($D = 280\text{ mm}$, $D_{\text{trục}} = 42\text{ mm}$), thử nghiệm tải trực tiếp trên phương tiện thủy tại Tiền Giang.
Giải pháp và phạm vi nghiên cứu
- Phương pháp tiếp cận: Kết hợp đồng bộ CAD tham số hóa (CAESES) $\rightarrow$ Tách khuôn và lập trình CAM (Creo 3.0) $\rightarrow$ Gia công khuôn kim loại CNC $\rightarrow$ Ép tẩm nhựa khuôn kín RTM $\rightarrow$ Thử nghiệm cơ lý tính và vận hành sông thực tế.
- Vật liệu sử dụng: Vật liệu nền Polyester không no kết hợp chất đóng rắn Methyl Ethyl Ketone Peroxide (MEKP 0.5% - 2%), vật liệu cốt dạng sợi thủy tinh Roving (dạng tấm, dạng lưới dệt).
- Phạm vi & Giới hạn: Nghiên cứu mẫu thử chân vịt 3 cánh định bước, thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ Tự động và thực nghiệm dã ngoại trên hệ thống ghe bè sông Tiền Giang.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
+-------------------------------------------------------------------------------+
| SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG |
+----------------------+--------------------+-------------------+---------------+
| Tiêu chí | Đúc kim loại | Đắp tay Hand LayUp| Công nghệ RTM |
+----------------------+--------------------+-------------------+---------------+
| Độ chính xác bề mặt | Trung bình (cần mài| 1 mặt bóng láng, | 2 mặt bóng mịn|
| | tinh/đánh bóng) | 1 mặt thô ráp | hoàn chỉnh |
| Tỷ lệ bọt khí bên trong| Thấp (nguy cơ rỗ khí)| Rất cao (3% - 8%) | Rất thấp (<1%)|
| Khả năng chống ăn mòn| Kém (bị oxy hóa mặn)| Khá | Tuyệt vời |
| Khối lượng riêng | Nặng (7.8 - 8.9g/cm3| Nhẹ (~1.6 g/cm3) | Nhẹ (~1.5-1.7)|
| Kiểm soát bavia | Cần gia công cắt gọt| Cắt tỉa thủ công | Không bavia |
| Môi trường làm việc | Khói đúc kim loại | Ô nhiễm Styrene tự do| Khuôn kín sạch |
+----------------------+--------------------+-------------------+---------------+
Yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW
- Must-have (Bắt buộc): Biên dạng cánh xoắn 3D chính xác; hai mặt láng bóng không tạo bọt khí rỗng; lỗ trục $D_{\text{trục}} = 42\text{ mm}$ đồng tâm; liên kết nền-cốt vững chắc.
- Should-have (Nên có): Không sinh bavia sau mở khuôn; tối ưu hóa thời gian điền đầy nhựa dưới 5 phút; nhiệt độ phản ứng đóng rắn duy trì ổn định không gây cong vênh.
- Could-have (Có thể mở rộng): Tích hợp hút chân không hỗ trợ (V-RTM - Vacuum Assisted RTM); gia nhiệt cưỡng bức lòng khuôn để rút ngắn chu kỳ lưu hóa.
- Won't-have (Chưa thực hiện ở pha này): Cánh biến bước tự động (Controllable Pitch Propeller - CPP); tự động hóa robot nạp sợi preform.
Thiết kế hệ thống
graph TD
A[Mô hình hóa hình học CAESES FFW] --> B[Xuất dữ liệu 3D Surface sang Creo Parametric 3.0]
B --> C[Module Mold Cavity: Thiết lập hệ số co rút & Tách mặt phân khuôn]
C --> D[Creo NC: Lập trình chu trình gia công Phay Thô/Tinh]
D --> E[Máy CNC Hamai: Gia công nửa khuôn trên & khuôn dưới]
E --> F[Quy trình RTM: Trải sợi thủy tinh + Bôi sáp Cana + Kẹp bu-lông]
F --> G[Bình nén áp lực: Ép hỗn hợp Polyester + MEKP vào khuôn kín]
G --> H[Đóng rắn Polymer hóa -> Mở khuôn lấy chân vịt hoàn thiện]
Technology Stack & Công cụ kỹ thuật
- CAD/Thủy động lực học: CAESES Friendship Framework (phiên bản tham số hóa đường cong thủy động tàu thủy).
- CAD/CAM & Khuôn mẫu: Creo Parametric 3.0 (PTC) – Module Manufacturing Mold Cavity & NC Assembly.
- Thiết bị gia công cơ khí: Máy phay CNC Hamai, hệ thống dao phay ngón EndMill $\varnothing 20$, dao phay cầu BallMill $\varnothing 6$, mũi khoan $\varnothing 4$.
- Hệ thống thiết bị RTM: Bình nén áp suất tích hợp đồng hồ đo áp, bình cấp keo kín, ống dẫn chịu áp lực, máy hút chân không hỗ trợ thoát khí.
- Hệ thống hóa chất: Nhựa Polyester không no (Unsaturated Polyester Resin), chất đóng rắn MEKP (Methyl Ethyl Ketone Peroxide), dung môi pha loãng monomer Styrene, chất róc khuôn sáp Cana.
Các yếu tố an toàn và kỹ thuật vận hành
- Kiểm soát phản ứng tỏa nhiệt: MEKP là chất oxy hóa cực mạnh, được pha trộn chính xác tỷ lệ $1.0% - 1.5%$ theo thể tích nhằm kiểm soát thời gian tạo gel (gel-time) từ $15 - 25$ phút, tránh hiện tượng cháy cục bộ lòng khuôn.
- Hệ thống thoát khí: Thiết kế các rãnh và lỗ thoát khí phân bố tại điểm cao nhất của cánh chân vịt nhằm triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng bẫy khí (air trap).
Implementation và kết quả
Quá trình triển khai kỹ thuật
1. Thuật toán mô hình hóa biên dạng cánh trên CAESES Friendship Framework
Quá trình tạo mặt cong 3D tự do của cánh chân vịt được thiết lập qua hệ thống tham số toán học:
- Tạo đường cơ sở
Camberline bằng đường cong nội suy tham số Fspline.
- Thiết lập tiếp tuyến góc vào
Camberline_Tangent_Start = 30° tại tọa độ gốc [1, 0, 0].
- Tạo đường cong độ dày
Thickness với tiếp tuyến Thickness_Tangent_Start = 90° và hàm diện tích Area = 0.01.
- Sử dụng lệnh
Offset Curve đối xứng hai phía (Both Sides, Parametric Offset) với hàm phân bố bề dày Thickness Distribution.
- Tạo
Image Curve cho Section, gán tham số co giãn theo chiều dài dây cung cánh Chord (Factor X/Y) và đóng gói vào Feature Definition (Mynewprofile).
// Pseudo-Logic tham số hóa biên dạng chân vịt trong CAESES
Curve Camberline = Fspline.create(tangent_start = 30.0, origin = [1, 0, 0]);
Curve Thickness = Fspline.create(tangent_start = 90.0, value = Area(0.01));
Profile BladeSection = OffsetCurve.create(
base_curve = Camberline,
distribution = Thickness,
mode = ParametricOffset.BothSides
);
BladeSection.scale(factor_x = Chord, factor_y = Chord);
FeatureDefinition Mynewprofile = assemble(Camberline, Thickness, BladeSection);
+-----------------------------------------------------------------------+
| QUY TRÌNH TÁCH KHUÔN CREO 3.0 |
+-----------------------------------------------------------------------+
| 1. Nhập Part chân vịt 3D (D=280mm) -> Gán hệ số co rút Shrinkage 1.2% |
| 2. Phác thảo đường bao Parting Line theo biên dạng mép cánh chân vịt |
| 3. Tạo mặt phân khuôn phức tạp (Parting Surface) bằng lệnh Merge & |
| Extrude mặt trụ quét qua 3 cánh xoắn |
| 4. Chia thể tích phôi (Two Volumes/All Workpieces) |
| 5. Tách thành 2 chi tiết khuôn: Cavity (khuôn trên) & Core (khuôn dưới)|
+-----------------------------------------------------------------------+
2. Lập trình gia công khuôn CNC trên Creo Parametric 3.0
Quy trình gia công được phân bổ qua 2 giai đoạn chính trên phôi hợp kim:
- Chu trình phay thô (Roughing): Dao EndMill $\varnothing 20$, bước tiến dao ngang $Stepover = 12\text{ mm}$, chiều sâu cắt mỗi lớp $Stepdown = 1.5\text{ mm}$, tốc độ trục chính $S = 1800\text{ rpm}$, tốc độ tiến bàn $F = 800\text{ mm/min}$.
- Chu trình phay tinh bề mặt cong (Surface Milling): Dao phay cầu BallMill $\varnothing 6$, bước dịch dao nhỏ $Stepover = 0.2\text{ mm}$ đảm bảo độ nhám bề mặt $Ra \le 0.8\text{ }\mu\text{m}$, tốc độ trục chính $S = 3500\text{ rpm}$, tốc độ cắt $F = 600\text{ mm/min}$.
(CREO NC POST-PROCESSOR OUTPUT - ROUGHING / FINISHING SAMPLE)
%
O0101 (KHUON_DUOI_CHAN_VIT)
G21 G90 G40 G80 G49
T01 M06 (DAO ENDMILL D20 - PHAY THO)
S1800 M03
G00 G54 X-120.0 Y-50.0 Z50.0
G43 H01 Z5.0 M08
G01 Z-1.5 F300
G01 X120.0 F800
... (Cac chu trinh quet phoi long khuon)
G00 Z50.0 M09
T02 M06 (DAO BALLMILL D6 - PHAY TINH BE MAT CONG)
S3500 M03
G00 G54 X-140.0 Y0.0 Z30.0
G43 H02 Z2.0 M08
G01 Z-0.2 F250
G01 X-138.5 Y1.2 Z-0.35 F600
... (Chu trinh 3D Surface Contour Milling)
M30
%
3. Quy trình ép tẩm RTM thực nghiệm
- Bước 1: Chuẩn bị khuôn: Vệ sinh cơ học lòng khuôn, phủ sáp bóng Cana 3 lớp để ngăn dính kết, cắt và định hình 6 lớp sợi thủy tinh Roving ôm khít biên dạng 3 cánh và hốc trục.
- Bước 2: Lắp ghép và kẹp chặt: Ghép nửa khuôn trên và dưới, xiết đều hệ thống 12 bu-lông gá kẹp xung quanh chu vi để chống rò rỉ dưới áp lực nén.
- Bước 3: Pha chế và ép nhựa: Hòa trộn Polyester không no với $1.2%$ chất xúc tác MEKP; nạp vào bình kín, điều chỉnh áp suất nén $P = 1.5 - 2.5\text{ bar}$ để đẩy nhựa len lỏi thấm ướt hoàn toàn các lớp sợi từ tâm ra đầu mút cánh.
- Bước 4: Đóng rắn & Tách khuôn: Giữ áp suất đến khi nhựa trào đều qua các cổng thoát khí không còn bọt, khóa van và duy trì đóng rắn nguội trong 90 phút ở nhiệt độ phòng ($30^\circ\text{C}$). Tháo bu-lông và lấy sản phẩm ra khỏi khuôn.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| TIẾN TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI (18 TUẦN) |
+------------------------------------+----------------------------------------------+
| Tuần 1 - 4: Khảo sát & Vật liệu | Tổng quan RTM, tính chất Polyester & MEKP |
| Tuần 5 - 8: Thiết kế CAD 3D | Mô hình cánh trên CAESES, xuất Part sang Creo|
| Tuần 9 - 12: Tách khuôn & CAM | Tách Mold Cavity, xuất mã G-code gia công CNC|
| Tuần 13 - 15: Gia công & Lắp ráp | Phay CNC khuôn kim loại, hoàn thiện hệ ép RTM|
| Tuần 16 - 18: Ép mẫu & Test sông | Chế tạo chân vịt composite, chạy thử nghiệm |
+------------------------------------+----------------------------------------------+
Kết quả đạt được và kiểm định thực tế
+-------------------------------------------------------------------------------+
| KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐO ĐẠC |
+------------------------------+--------------------+---------------------------+
| Chỉ tiêu kỹ thuật | Mục tiêu đề ra | Kết quả thực tế đạt được |
+------------------------------+--------------------+---------------------------+
| Đường kính ngoài ($D$) | $280\text{ mm}$ | $280 \pm 0.3\text{ mm}$ |
| Đường kính lỗ trục | $42\text{ mm}$ | $42 \pm 0.05\text{ mm}$ |
| Khối lượng chân vịt | $< 1.8\text{ kg}$ | $1.35\text{ kg}$ |
| Độ nhám bề mặt cánh | Láng bóng 2 mặt | $Ra \approx 0.6\text{ }\mu\text{m}$ (không bavia)|
| Khả năng chịu nhiệt độ nền | $\ge 150^\circ\text{C}$| Kháng nhiệt tới $180^\circ\text{C}$ |
| Thời gian điền đầy khuôn | $< 6\text{ phút}$ | $3.5\text{ phút}$ (áp lực 2 bar)|
| Thử nghiệm kéo tải trên ghe | Chạy ổn định | Lực đẩy mạnh, không rung lắc|
+------------------------------+--------------------+---------------------------+
- Thử nghiệm dã ngoại: Sản phẩm chân vịt composite sau khi hoàn thiện được lắp ráp trực tiếp vào hệ thống động cơ đuôi tôm của ghe thử nghiệm tại Tiền Giang. Kết quả vận hành thực tế cho thấy chân vịt composite hoạt động êm ái, giảm rung động truyền vào thân ghe nhờ tính đàn hồi giảm chấn của vật liệu composite polyme, đồng thời gia tốc xuồng nhanh hơn so với chân vịt kim loại cũ cùng đường kính.
Đổi mới và đóng góp
- Làm chủ chuỗi công nghệ khép kín CAD-CAM-RTM: Đề tài không dừng lại ở mức mô phỏng lý thuyết mà giải quyết trọn vẹn bài toán từ thiết kế tham số thủy động lực học (CAESES), kỹ thuật tách khuôn mặt cong phức tạp (Creo 3.0), đến trực tiếp gia công khuôn trên máy CNC Hamai và chế tạo thành công mẫu vật lý.
- Khắc phục triệt để nhược điểm của công nghệ đắp tay thủ công: Việc chuyển đổi sang công nghệ khuôn kín RTM giúp:
- Giảm lượng phế phẩm bavia phải mài cắt xuống 0%.
- Giảm lượng bọt khí kẹt trong sản phẩm xuống mức dưới 1%, nâng cao độ bền uốn và chịu va đập cơ học khi chân vịt va phải tạp chất rác trôi nổi.
- Giảm phát thải khí độc hại hữu cơ dễ bay hơi (VOC/Styrene) ra môi trường xưởng hơn 85%.
- Tiết kiệm khối lượng và tăng hiệu suất năng lượng: Mẫu chân vịt composite có khối lượng riêng giảm gần 75% so với chân vịt đồng/gang truyền thống ($1.35\text{ kg}$ so với $\sim 5.2\text{ kg}$), giúp giảm đáng kể mô-men quán tính khởi động, bảo vệ trục truyền động của ghe tàu và tiết kiệm nhiên liệu vận hành.
Ứng dụng thực tế và triển khai
Kịch bản ứng dụng thực tế
- Tàu thuyền vỏ composite & ghe vận tải thủy miền Tây: Thay thế trực tiếp chân vịt kim loại dễ bị mọt nước, ăn mòn điện hóa do phèn mặn tại Đồng bằng sông Cửu Long.
- Bè nuôi trồng thủy sản & xuồng kiểm ngư: Ứng dụng chân vịt composite tĩnh âm, giảm thiểu tiếng ồn động cơ truyền vào môi trường nước, thích hợp cho nuôi trồng thủy sản và nghiên cứu sinh thái.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| BẢNG DỰ TOÁN CHI PHÍ & HOÀN VỐN (ROI) |
+-------------------------------+---------------------+-----------------------------+
| Hạng mục | Giá trị ước tính | Ghi chú |
+-------------------------------+---------------------+-----------------------------+
| Chi phí khuôn phay CNC | 15.000.000 VNĐ | Dùng lặp lại > 2.000 chu kỳ |
| Chi phí nguyên liệu/sản phẩm | 180.000 VNĐ | Gồm Polyester, sợi thủy tinh|
| Giá thành gia công xuất xưởng | 320.000 VNĐ | Bằng 50% chân vịt đồng |
| Tiết kiệm nhiên liệu ghe máy | 8% - 12% / chuyến | Do giảm khối lượng quay |
| Thời gian thu hồi vốn khuôn | 150 sản phẩm | Tương đương 2 tháng sản xuất|
+-------------------------------+---------------------+-----------------------------+
Lộ trình nhân rộng công nghiệp
- Giai đoạn 1 (0 - 6 tháng): Tiêu chuẩn hóa dải sản phẩm chân vịt 3 cánh và 4 cánh với các đường kính thương dụng: $D = 200\text{ mm}, 280\text{ mm}, 350\text{ mm}, 450\text{ mm}$.
- Giai đoạn 2 (6 - 12 tháng): Nâng cấp trạm ép RTM thành hệ thống tự động V-RTM (hút chân không kết hợp ép áp lực) để tối ưu thời gian điền đầy dưới 2 phút.
- Giai đoạn 3 (12 - 24 tháng): Ứng dụng sợi Carbon và nhựa Vinyl Ester/Epoxy chuyên dụng cho tàu cao tốc và cano tuần tra tốc độ cao.
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật hiện tại
- Khuôn ép chưa tích hợp hệ thống điện trở gia nhiệt cưỡng bức, khiến thời gian đóng rắn nguội còn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường (mất 60 - 90 phút/mẻ).
- Tỷ lệ pha chất xúc tác MEKP được thực hiện thủ công theo mẻ, đòi hỏi người thợ phải có tay nghề ổn định để tránh hiện tượng nhựa bị đông kết quá sớm trong ống dẫn.
Hướng phát triển tiếp theo
- Nghiên cứu chế tạo khuôn tích hợp áo dẫn dầu/nước nóng gia nhiệt $60 - 80^\circ\text{C}$ nhằm rút ngắn chu kỳ đóng rắn xuống dưới 15 phút.
- Ứng dụng phần mềm mô phỏng dòng chảy nhựa Moldflow hoặc PAM-RTM để tính toán chính xác tuyệt đối vị trí đặt cổng bơm (injection gate) và cổng xả khí (vent gate) cho các cánh chân vịt cỡ lớn ($D > 1000\text{ mm}$).
- Kết hợp gia cường sợi Carbon dạng dệt đa trục (Multiaxial Carbon Fabric) tại khu vực gốc cánh chịu mô-men uốn cực đại.
Đối tượng hưởng lợi
+-------------------------------------------------------------------------------+
| ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI |
+------------------+------------------------------------------------------------+
| Sinh viên & Học viên| Nguồn tài liệu thực tế về phương pháp tích hợp CAD-CAM |
| Kỹ thuật Cơ khí | và gia công composite tiên tiến; mẫu thiết kế CAESES & Creo|
+------------------+------------------------------------------------------------+
| Kỹ sư thiết kế & | Nắm vững quy trình tách khuôn mặt xoắn phức tạp và chế độ |
| Lập trình CAM | cắt CNC phay tinh bề mặt cong 3D đạt độ bóng cao |
+------------------+------------------------------------------------------------+
| Doanh nghiệp đóng| Tiếp cận giải pháp công nghệ khuôn kín RTM sạch, chi phí |
| tàu & Cơ sở cơ khí| khuôn hợp lý, tăng năng suất và bảo vệ sức khỏe công nhân |
+------------------+------------------------------------------------------------+
| Ngư dân & Chủ | Sở hữu chân vịt nhẹ, bền, không bị ăn mòn muối biển, giá |
| phương tiện thủy | thành rẻ hơn 40-50% so với đồng đúc và tiết kiệm nhiên liệu|
+------------------+------------------------------------------------------------+
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu để triển khai xưởng sản xuất chân vịt RTM là gì?
Cơ sở sản xuất cần trang bị: (1) Máy nén khí công nghiệp áp suất $6 - 8\text{ bar}$; (2) Bình chứa áp lực chuyên dụng cho nhựa RTM chịu áp tối thiểu $5\text{ bar}$; (3) Bộ khuôn kim loại (nhôm hợp kim hoặc thép) đã qua gia công CNC có độ bóng cao; (4) Cân điện tử định lượng chính xác chất đóng rắn MEKP tỷ lệ sai số $\le 0.1\text{g}$.
2. Giới hạn khả năng mở rộng kích thước của công nghệ RTM với chân vịt?
Công nghệ RTM hoàn toàn có thể mở rộng cho các chân vịt đường kính lớn ($D > 1000\text{ mm}$). Tuy nhiên, với các chi tiết kích thước lớn, cần chuyển sang công nghệ V-RTM (áp dụng màng hút chân không hỗ trợ) kết hợp hệ thống đa cổng bơm tuần tự để đảm bảo nhựa thấm đều toàn bộ thể tích sợi trước khi bắt đầu phản ứng gel hóa.
3. Chân vịt composite có thể lắp lẫn trực tiếp vào trục tàu kim loại sẵn có không?
Hoàn toàn có thể. Thiết kế chân vịt trong đề tài có đường kính lỗ trục $D_{\text{trục}} = 42\text{ mm}$ tiêu chuẩn, tích hợp sẵn rãnh then (keyway) hoặc ống lót bạc kim loại (metal bushing) đúc chìm bên trong lõi composite, đảm bảo lắp khít hoàn hảo và truyền toàn bộ mô-men xoắn từ động cơ mà không gây nứt vỡ gốc cánh.
4. Chân vịt composite RTM có cần bảo dưỡng chống hà và ăn mòn định kỳ không?
Nhựa Polyester không no và sợi thủy tinh có khả năng trơ hóa học tuyệt đối với nước mặn và hóa chất phèn chua, hoàn toàn không bị ăn mòn rỉ sét hay galvanic corrosion. Bề mặt nhẵn bóng $Ra \le 0.8\text{ }\mu\text{m}$ còn giúp hạn chế đáng kể sự bám dính của hà biển và rong rêu, giảm tần suất phải cạo rửa bảo dưỡng định kỳ đến 70%.
5. Chi phí đầu tư ban đầu và thời gian thu hồi vốn (ROI) được tính toán ra sao?
Chi phí gia công một bộ khuôn kim loại CNC dao động từ 15 đến 25 triệu VNĐ. Với mức chênh lệch lợi nhuận khoảng 150.000 VNĐ/sản phẩm so với chi phí vật liệu, cơ sở sản xuất có thể thu hồi toàn bộ chi phí khuôn chỉ sau khoảng 100 - 150 sản phẩm xuất xưởng, tương đương thời gian hoàn vốn từ 2 đến 3 tháng trong điều kiện sản xuất ổn định.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng công nghệ RTM chế tạo một số sản phẩm mẫu thử (dạng chân vịt)” của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM là một công trình nghiên cứu ứng dụng mẫu mực, giải quyết trọn vẹn bài toán tích hợp công nghệ từ khâu thiết kế thủy động lực học tham số (CAESES FFW), thiết kế và tách khuôn cơ khí chính xác (Creo Parametric 3.0 Mold Cavity), lập trình gia công CNC đến công nghệ chế tạo vật liệu mới khuôn kín RTM.
Sản phẩm mẫu thử chân vịt composite 3 cánh không chỉ khẳng định tính khả thi vượt trội về cơ lý tính, thẩm mỹ bề mặt (hai mặt láng bóng, không bavia, không rỗ khí) mà còn mở ra tiềm năng thương mại hóa to lớn cho ngành chế tạo phụ tùng cơ khí thủy nội địa. Đây là tài liệu tham khảo kỹ thuật giá trị cao dành cho sinh viên, kỹ sư cơ khí và các doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp chuyển đổi xanh, nâng cao năng suất và bảo vệ môi trường trong lĩnh vực gia công composite.
