如果復合材料模具的材料與終產品的材料相近,那么即使無需昂貴的金屬模具也可以得到高性能的制品。過去復合材料模具僅僅是專業的航空和F1技術人員所知的一種藝術,而現在已被賽車制造商到航空業領導者(例如波音和空客)廣泛應用。經過幾十年的發展和改進,復合材料模具制造已不再那么藝術,而成為一種更加穩定高效的工藝。
“工業復合材料的應用歷史已經超過50年,”Amber復合材料公司歐洲地區銷售經理Jed Illsley說,“初,樹脂和織物的處理采用的是濕法手糊工藝,但這顯然不是一種能夠精確控制樹脂用量的好方法。在高精度儀器嚴格控制浸漬條件的情況下,將織物用樹脂浸漬后,就可以得到一種性能穩定的材料,也就是今天我們所熟知的預浸料。近,模具預浸料已經成為高精度復合材料模具的標準制造方法。”
隨著預浸料性能(包括可操作性、室溫下的使用壽命和正確的粘度)的逐漸改進,這種模具制造方法現在已變得更加簡便和經濟。新一代復合材料正在越來越多的領域得以應用。
今天的高性能賽艇模具通常采用模具預浸料制成的,就像軍事和航天行業的模具一樣。經過長期的發展,復合材料甚至被商業航空領域廣泛采用。例如,A350的整個機翼將采用碳纖維制成,大量的模具將采用復合材料預浸料。波音新機型B787由50%以上的復合材料組成,一些非常大的生產模具也是由復合材料模具預浸料制成的。
近,相關的一些公司開始通過開發無需高溫高壓處理或增加樹脂用量的預浸料來開發低成本的復合材料模具。這種產品適用于制造大型部件和無法承受高溫的部件。
復合材料模具相比傳統金屬模具的優勢在于,復合材料模具具有較低的生產成本,而且便于處理和存儲。對于需要精確尺寸的高性能部件來說,復合材料模具與部件的CTE更加接近,在固化過程有助于保持尺寸的完整性。
復合材料模具比幾年前更加普遍和環保,加工效率也更高。現在的預浸料有各種粘度、固化溫度和尺寸可選。
樹脂糊在這類部件,特別是大型模具的生產中起著重要作用。采用樹脂糊,可以使用成本相對較低的數控銑床粗略切割一個低成本低密度的樣品;然后在其上方覆蓋一層環氧樹脂或聚氨酯樹脂糊 ;樹脂糊固化后,可以將其加工成所需的尺寸,形成一個低成本模具樣品 ;然后模具預浸料被鋪放在精確切割好的樹脂糊上形成模具。
這種模具制造方法顯著縮短了大型精確部件的制造時間和成本。
新的模具預浸料(例如HX90N)可以滿足低溫固化的特殊需求,同時具有極好的表面質量。HX90N具有很低的熱膨脹率(比同等材料低60-70%)、極好的表面質量以及耐高溫性能。
HX90N的這種優異性能使其非常適用于對模具預浸料有嚴格要求的一些領域,并以幫助模具制造商滿足了航空、汽車和交通運輸行業越來越嚴格的各種應用需求。
大型和小型復合材料結構比以往更快速、更便宜,也更精確,設計者可以利用復合材料的這些優勢將其用于越來越多的高性能應用中。

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