Công nghệ phun FRP khi so sánh với các phương pháp khác ra sao?

Trong ngành sản xuất vật liệu composite, công nghệ phun FRP (Spray up) đang ngày càng khẳng định vị thế là một trong những giải pháp hiệu quả, linh hoạt và tiết kiệm nhất. So với các phương pháp truyền thống như Hand lay-up, Wet lay-up, RTM, SMC, Pultrusion hay Filament winding, công nghệ này thể hiện rõ những ưu thế vượt trội về tốc độ, tính linh hoạt và chi phí sản xuất.

Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ này và cách nó so sánh với các phương pháp gia công composite khác.

1. Tổng quan về công nghệ phun FRP

Công nghệ phun FRP (Fiber Reinforced Plastic) là một trong những giải pháp tiên tiến trong sản xuất vật liệu composite, kết hợp giữa nhựa nền và sợi gia cường để tạo nên sản phẩm có độ bền cao, khối lượng nhẹ và khả năng chống ăn mòn vượt trội.

Khác với các phương pháp tạo hình truyền thống, công nghệ phun FRP cho phép phun trực tiếp hỗn hợp nhựa và sợi thủy tinh lên khuôn, giúp rút ngắn thời gian sản xuất, tối ưu vật liệu và dễ dàng tự động hóa bằng robot công nghiệp.

Nhờ ưu điểm về tốc độ, độ linh hoạt và hiệu quả chi phí, công nghệ phun FRP được ứng dụng rộng rãi trong ngành ô tô, hàng không, đóng tàu, xây dựng và thiết bị công nghiệp, trở thành một hướng phát triển quan trọng của ngành composite hiện đại.

2. Các bước cơ bản trong quy trình phun FRP

Để đảm bảo chất lượng sản phẩm composite, công nghệ phun FRP đòi hỏi quy trình thực hiện chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn. Một quy trình cơ bản gồm 5 bước chính:

Bước 1: Chuẩn bị bề mặt khuôn

Khuôn được làm sạch hoàn toàn, loại bỏ bụi bẩn, dầu mỡ và tạp chất. Sau đó phủ một lớp chất chống dính hoặc gelcoat để tăng độ bám dính và đảm bảo bề mặt sản phẩm láng mịn.

Bước 2: Chuẩn bị vật liệu

Nguyên liệu gồm nhựa polyester hoặc epoxy, chất xúc tiến và sợi thủy tinh dạng roving. Tất cả phải được pha trộn đúng tỷ lệ để đạt được tính cơ học và độ bền tối ưu.

Bước 3: Thiết lập hệ thống phun

Hệ thống bao gồm máy bơm, đầu phun sợi – nhựa và bộ điều áp. Trước khi vận hành, kỹ thuật viên cần kiểm tra áp suất, tốc độ phun và độ dài cắt sợi để đảm bảo vật liệu được phân bố đồng đều.

Bước 4: Tiến hành phun xịt

Hỗn hợp nhựa và sợi được phun đều lên khuôn. Người vận hành di chuyển đầu phun với tốc độ ổn định, đảm bảo lớp phủ đồng nhất, không tạo bọt khí hoặc khuyết tật bề mặt.

Bước 5: Ép, kiểm tra và hoàn thiện

Sau khi phun, bề mặt được lăn ép loại bỏ không khí, để khô tự nhiên và kiểm tra lỗi. Cuối cùng, sản phẩm được mài, cắt và phủ lớp bảo vệ, đảm bảo tính thẩm mỹ và độ bền cơ học.

3. Robot công nghiệp phun sợi FRP do Robotnext triển khai và thực hiện

Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, Robotnext là một trong những đơn vị tiên phong tại Việt Nam ứng dụng công nghệ phun FRP vào quy trình sản xuất vật liệu composite, mang lại hiệu suất vượt trội và độ chính xác cao cho các doanh nghiệp sản xuất.

Trạm Robot phun FRP tự động do RobotNext thiết kế và triển khai là giải pháp tổng thể bao gồm:

• Robot công nghiệp FANUC M-710iB cánh tay robot 6 trục linh hoạt, có khả năng lập trình đường đi chính xác, đảm nhận nhiệm vụ phun vật liệu FRP tự động.
• Bàn xoay chuyên nghiệp RX-RU-250 giúp định vị phôi và hỗ trợ robot tiếp cận đa hướng trong suốt quá trình phun.
• Bộ gá/Jig chuyên nghiệp cố định phôi chắc chắn, đảm bảo độ chính xác cao trong từng lượt phủ sợi.
• Hệ điều khiển tích hợp đồng bộ hoạt động giữa robot, bàn xoay và các thiết bị ngoại vi, mang lại quy trình vận hành mượt mà và ổn định.
• Cùng với đó là các thiết bị phụ trợ như xe phụ kiện FRP, máng nước, hàng rào bảo vệ, tủ điện điều khiển… giúp tăng tính an toàn và tiện lợi trong vận hành..

4. So sánh công nghệ Spray up với các phương pháp khác

Trong lĩnh vực sản xuất composite, công nghệ phun FRP (Spray up) được xem là giải pháp cân bằng giữa hiệu suất, chất lượng và chi phí. Dưới đây là sự so sánh giữa công nghệ phun FRP và các phương pháp gia công composite khác:

1. Wet lay-up: Cả hai đều là phương pháp gia công hở, nhưng Spray up sử dụng hệ thống phun sợi và nhựa đồng thời nên nhanh hơn, phù hợp cho sản xuất khối lượng lớn. Trong khi đó, Wet lay-up thực hiện thủ công, dễ kiểm soát độ dày nhưng tốn thời gian và phụ thuộc nhiều vào tay nghề.
2. Công nghệ RTM (Resin Transfer Molding): RTM là công nghệ khuôn kín, cho sản phẩm chính xác và bề mặt mịn, nhưng chi phí đầu tư cao và yêu cầu kỹ thuật phức tạp. Spray up có ưu thế về linh hoạt, chi phí thấp và dễ áp dụng trong sản xuất sản phẩm kích thước lớn, hình dạng phức tạp.
3. SMC (Sheet Moulding Compound): SMC sử dụng nhựa và sợi trộn sẵn, ép trong khuôn kín để tạo sản phẩm có độ bền cao và đồng nhất. Trong khi đó, Spray up thích hợp cho sản phẩm lớn, bề mặt cong và thiết kế tùy biến, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và thời gian khuôn mẫu.
4. Pultrusion: Pultrusion tạo ra thanh, ống hoặc tấm composite có tiết diện cố định nhờ kéo sợi qua khuôn gia nhiệt. Spray up lại cho phép tạo hình tự do và linh hoạt hơn, phù hợp với các chi tiết có hình dạng phức tạp hoặc kích thước đặc thù.
5. Filament Winding: Filament winding là công nghệ cuốn sợi quanh khuôn trụ, chuyên cho sản phẩm chịu áp lực cao. Spray up tuy độ chính xác thấp hơn nhưng có ưu thế về tốc độ, chi phí và khả năng ứng dụng đa dạng.
6. Hand lay-up: Hand lay-up là phương pháp thủ công lâu đời, phù hợp sản phẩm nhỏ, mẫu thử hoặc đơn chiếc. Spray up vượt trội về năng suất, độ đồng đều và khả năng tự động hóa, giúp tối ưu nhân công và nâng cao hiệu quả sản xuất. 

5. Ưu điểm tổng hợp của công nghệ phun sợi FRP

Khi xét về kỹ thuật, chi phí và hiệu quả vận hành, công nghệ phun FRP mang lại nhiều ưu điểm vượt trội:

• Tốc độ sản xuất cao, phù hợp quy mô vừa và lớn.
• Chi phí đầu tư thấp, không yêu cầu máy móc quá phức tạp.
• Tùy chỉnh linh hoạt, phù hợp nhiều dạng khuôn và kích thước.
• Giảm hao hụt vật liệu, tiết kiệm nhựa và sợi.
• Dễ bảo trì, đáp ứng sản xuất liên tục.
• Ứng dụng rộng rãi trong ô tô, hàng hải, năng lượng gió, xây dựng và công nghiệp.

Kết luận

Công nghệ phun FRP là giải pháp tối ưu kết hợp hiệu suất – tốc độ – chi phí, vượt trội về tính linh hoạt và tiết kiệm vật liệu so với các công nghệ khác.

📞 Robotnext là đối tác hàng đầu trong lĩnh vực robot công nghiệp và tự động hóa. Với kinh nghiệm thực tiễn trong nhiều ngành sản xuất, Robotnext chuyên thiết kế, lắp ráp và tích hợp các dây chuyền tự động hóa thông minh sử dụng robot ABB, FANUC, YASKAWA,.

Hotline tư vấn kỹ thuật: 0909 914 837

Đọc thêm: Vật liệu FRP là gì? Vai trò và ứng dụng trong sản xuất