復合材料模具設計及制作
復合材料做為先進材料應用到各種產品之中，在號稱工業之母的模具的生產中所占的比例逐步擴大。準確、快速的設計制作復合材料模具，有效降低成本是每個設計師遵循的準則。
1 引言
復合材料從20世紀40年代出現玻璃纖維增強塑料，開辟現代復合材料之先河。到80年代，則建立起了豐富的設計、制造、測試知識體系。其后又開發了大量新型基體材料和增強材料，隨之進入高性能復合材料階段。復合材料的大特點就是其性能可設計性、優異的物理化學特性，其根據需要可展現多重特性，例如輕質高強、耐化學腐蝕、抗疲勞性、減震性、耐磨、絕緣、導電、導熱或者隔熱等等。
復合材料成型時由于材料本身的特點，需要采用適當的模具來保證其產品尺寸及質量。其模具根據成型方式的不同可分為手糊成型模具、模壓模具、真空注入模具、纏繞模具、擠壓模具等等，每種成型工藝都有自己獨特的模具制作要求。
2 模具按照材質分類
2.1 金屬模具
模具采用模具鋼來制作，適合大批量生產。模壓模具制作精度高，制作周期長，制作成本較高，同時受制于產品生產機械約束模壓模具體量不可過大。
2.2 非金屬模具
在小批量、大外形、異型產品制作中大量使用。根據產品要求、數量等選擇不同的模具材料?？墒褂檬唷⑺?、石蠟、木材、硅膠等制作簡易模具，也可采用復合材料來制作多次使用的產品模具。
3 復合材料模具
復合材料模具與產品在同材料構成上屬同類，有效地解決了模具與制品在熱膨脹系數匹配上的問題，較好的保證了產品尺寸和外形要求。在復合材料生產中占有重要地位。隨著現代碳纖維產品的大量使用，復合材料模具將是理想的選擇?，F階段大型模具例如船艇、風電葉片、風電機艙殼及飛機大型構件等等都是采用復合材料來制作產品模具。
復合材料模具多半采用玻璃纖維或（和）碳纖維復合材料制成，其壽命長、整體輕便、制作時間短、表面可修復，耐腐蝕性好，是高品質復合材料生產的重要保證。
采用復合材料模具，與生產復合材料一樣需要嚴謹的工藝保證和準確的結構設計。復合材料產品其實是其模具的復制品，模具的重要性由此可見。
3.1 復合材料模具特點
（1）準確穩定的尺寸
?。?）的表面質量
（3）足夠的強度及韌性
?。?）良好的剛性
?。?）操作簡便，安全可靠。
3.2 模具制造流程
?。?）準確消化產品圖紙，了解產品各部構成，明確產品尺寸參數，掌握產品性能、外觀要求。結合產品數量和生產時間要求確定產品的成型工藝。
?。?）根據工藝開展模具結構設計。確定模具的工藝結構、機械結構、強度結構。
?。?）選擇合適的模具基材。根據模具設計時各項指標的要求確定膠衣層樹脂、表面層、增強層及加固層樹脂以及各層增強纖維。
3.3 模具檢測
模具主體制作完成后根據設計要求全面進行檢測。
?。?）目視。通過細致的觀察，找出氣泡、裂紋、沙眼等外觀缺陷。
?。?）儀器檢測。通過超聲波、紅外線、X射線等檢測儀器，檢測產品內部缺陷，例如分層、固化不完全、厚度不足等。
?。?）尺寸檢測。通過鋼尺、三維坐標測量儀、三維掃描儀等設備對產品尺寸進行檢測。其可對主體尺寸、圓弧、曲線面等部位進行準確測量。
3.4 模具使用
復合材料模具具有諸多優點，但也存在部分不足，在使用和存放時應盡量避免損傷模具，使其處于正確、良好的使用狀態。
?。?）由于其表面層硬度較高但較脆，所以使用過程中注意避免撞擊、磕碰。
（2）起模時避免鋒利鐵器劃傷表面。
（3）模具表面禁止沾染具有腐蝕性液體，防止影響表面光潔度。
?。?）模具使用存放時避免過高或過低溫度環境，以免影響模具壽命。
4 結語
模具在工業化生產中占有舉足輕重的地位。如何快速、準確、低成本制造模具是我們的追尋目標?，F在新興材料和加工設備不斷推陳出新，但是核心的設計和制作流程沒有丟棄。在掌握新的知識的同時如何利用已有經驗，快速掌握運用將是擺在各為設計人員面前的必由之路。
更多信息請關注復合材料信息網www.lzzz.net
1 引言
復合材料從20世紀40年代出現玻璃纖維增強塑料，開辟現代復合材料之先河。到80年代，則建立起了豐富的設計、制造、測試知識體系。其后又開發了大量新型基體材料和增強材料，隨之進入高性能復合材料階段。復合材料的大特點就是其性能可設計性、優異的物理化學特性，其根據需要可展現多重特性，例如輕質高強、耐化學腐蝕、抗疲勞性、減震性、耐磨、絕緣、導電、導熱或者隔熱等等。
復合材料成型時由于材料本身的特點，需要采用適當的模具來保證其產品尺寸及質量。其模具根據成型方式的不同可分為手糊成型模具、模壓模具、真空注入模具、纏繞模具、擠壓模具等等，每種成型工藝都有自己獨特的模具制作要求。
2 模具按照材質分類
2.1 金屬模具
模具采用模具鋼來制作，適合大批量生產。模壓模具制作精度高，制作周期長，制作成本較高，同時受制于產品生產機械約束模壓模具體量不可過大。
2.2 非金屬模具
在小批量、大外形、異型產品制作中大量使用。根據產品要求、數量等選擇不同的模具材料?？墒褂檬唷⑺?、石蠟、木材、硅膠等制作簡易模具，也可采用復合材料來制作多次使用的產品模具。
3 復合材料模具
復合材料模具與產品在同材料構成上屬同類，有效地解決了模具與制品在熱膨脹系數匹配上的問題，較好的保證了產品尺寸和外形要求。在復合材料生產中占有重要地位。隨著現代碳纖維產品的大量使用，復合材料模具將是理想的選擇?，F階段大型模具例如船艇、風電葉片、風電機艙殼及飛機大型構件等等都是采用復合材料來制作產品模具。
復合材料模具多半采用玻璃纖維或（和）碳纖維復合材料制成，其壽命長、整體輕便、制作時間短、表面可修復，耐腐蝕性好，是高品質復合材料生產的重要保證。
采用復合材料模具，與生產復合材料一樣需要嚴謹的工藝保證和準確的結構設計。復合材料產品其實是其模具的復制品，模具的重要性由此可見。
3.1 復合材料模具特點
（1）準確穩定的尺寸
?。?）的表面質量
（3）足夠的強度及韌性
?。?）良好的剛性
?。?）操作簡便，安全可靠。
3.2 模具制造流程
?。?）準確消化產品圖紙，了解產品各部構成，明確產品尺寸參數，掌握產品性能、外觀要求。結合產品數量和生產時間要求確定產品的成型工藝。
?。?）根據工藝開展模具結構設計。確定模具的工藝結構、機械結構、強度結構。
?。?）選擇合適的模具基材。根據模具設計時各項指標的要求確定膠衣層樹脂、表面層、增強層及加固層樹脂以及各層增強纖維。
3.3 模具檢測
模具主體制作完成后根據設計要求全面進行檢測。
?。?）目視。通過細致的觀察，找出氣泡、裂紋、沙眼等外觀缺陷。
?。?）儀器檢測。通過超聲波、紅外線、X射線等檢測儀器，檢測產品內部缺陷，例如分層、固化不完全、厚度不足等。
?。?）尺寸檢測。通過鋼尺、三維坐標測量儀、三維掃描儀等設備對產品尺寸進行檢測。其可對主體尺寸、圓弧、曲線面等部位進行準確測量。
3.4 模具使用
復合材料模具具有諸多優點，但也存在部分不足，在使用和存放時應盡量避免損傷模具，使其處于正確、良好的使用狀態。
?。?）由于其表面層硬度較高但較脆，所以使用過程中注意避免撞擊、磕碰。
（2）起模時避免鋒利鐵器劃傷表面。
（3）模具表面禁止沾染具有腐蝕性液體，防止影響表面光潔度。
?。?）模具使用存放時避免過高或過低溫度環境，以免影響模具壽命。
4 結語
模具在工業化生產中占有舉足輕重的地位。如何快速、準確、低成本制造模具是我們的追尋目標?，F在新興材料和加工設備不斷推陳出新，但是核心的設計和制作流程沒有丟棄。在掌握新的知識的同時如何利用已有經驗，快速掌握運用將是擺在各為設計人員面前的必由之路。
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