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東莞市長安麗華精密模具廠
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東莞拉絲模具廠麗華講述關于復合材料成型模具

責任編輯:麗華模具  發布時間:2016-12-09  瀏覽次數:

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      纖維等高性能纖維增強的先進樹脂基復合材料,以其比強度和比模量高、熱膨脹系數小、可設計性好、易于整體成型等一系列突出的優點,在航空航天結構上得到了廣泛的應用,現已成為航空航天四大結構材料之一。
值得注意的是,復合材料產品的制造技術迥異于常規的金屬材料。復合材料的成型,通常要在模具中完成。在新材料成型的同時,也完成了最終結構(毛坯)的成型。模具決定了制品的幾何邊界,明確了與其他零部件的關系,在很大程度上影響著制品的內部質量和表面狀態,這些都決定了模具在復合材料產品制造過程中起著舉足輕重的作用。
      然而,復合材料產品的制造工藝種類繁多,常見的有:真空袋成型、熱壓罐成型、模壓成型、纏繞成型、拉擠成型、軟膜膨脹成型、噴射成型、電子束固化法、滲透成型(如RTM)等,不同的成型方法對模具材料和結構形式有不同的要求,同時又推動著模具技術的不斷發展。
1.金屬框架式模具
      框架式模具一般由模板與支承結構組成。模板采用鈑金、沖壓等工藝成形所需的型面,并要求具有較高的光潔度和密封效果。支承結構一般由金屬型材(有時甚至是木材)制成,用于支承和固定位于上面的模板。其內部為空心結構,熱容量小,便于熱量的傳導,且重量較輕,轉運方便。這種結構適用于熱壓罐成型、真空袋成型、真空導入成型等多種工藝。
 
 
 
2.金屬單模或組合模
      除了一些薄制品或者簡單零件采用單模外,模壓、拉擠、RTM等工藝所用成型模具,多為對模等組合結構形式。組合模具各部分需要精密配合、運行到位、定位準確,因而,要求較高的剛度、強度、表面硬度、形位精度等,通常采用碳鋼或鋁合金材料。
      雖然鋼和鋁表面光滑、致密、硬度大、易于脫模,清理模具時不易損壞,并且耐溫性能好,但存在著和復合材料熱膨脹系數不匹配的問題(鋼的膨脹系數約為12×10-6/℃,鋁的膨脹系數約為24×10-6/℃,碳纖維復合材料的膨脹系數一般都低于3.5×10-6/℃),導致制件型面精度不高,尺寸誤差大、固化應力較大。殷鋼材料的熱膨脹系數可達到2×10-6/℃,可以與復合材料的線膨脹系數相匹配,但是殷鋼模具的加工成本較高。
3.膨脹或收縮模
      脹模主要采用彈性材料,彈性材料的任意賦形特性對于復雜型面或者封閉腔體結構的成型十分便利。膨脹模利用彈性材料在加熱過程中的體積膨脹特性,提供復合材料固化成型所需的壓力。膨脹模所用材料有含硅或不含硅的橡膠,目前,應用較為成熟且商品化的典型材料是有機硅橡膠。在使用橡膠模時,一般將它設計為成型模的內腔,其外部則采用封閉的剛性結構,有時也采用橡膠作為芯模。
      收縮模主要有收縮管和收縮帶兩種類型,多用于復合材料桿件或長軸類零件的成型。收縮管或收縮帶的材料為熱收縮塑料,系根據一些高聚物進行輻照處理后產生的“彈性記憶效應”制成,目前常用的有(改性)聚烯烴、聚全氟乙丙稀、聚氟橡膠等。但熱收縮模存在一些不足,主要是固化壓力控制的準確度低和制品表面的平整性差,以致需要機械加工,大大影響了產品的質量。
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