复合材料模具制造遵循的基本规则
模具可以一次性制造单个部件,也可以制造数十年并用于生产数千个复合部件。无论模具的尺寸、形状或使用次数如何,模具都必须满足几个要求:
- 模具的设计必须与制造零件的制造工艺兼容。
- 模具材料必须与纤维增强材料和基质材料兼容,并且不得对部件的最终机械性能产生不利影响。模具材料还必须与模具表面使用的任何脱模化学品兼容。
- 模具的设计必须能够将固化的复合材料部件从模具中取出而不会损坏该部件。
- 模具在整个制造过程中必须保持足够的尺寸稳定性,以满足零件的尺寸要求。
未能满足任何一项要求都可能导致复合部件尺寸不准确、无法使用、外观有缺陷或三者兼而有之。除了这些基本要求之外,对于制造模具时必须使用哪些材料或方法并没有太多限制。因此,模具可以简单到例如用于制造碳纤维板的平板金属板,也可以复杂到例如用于模制飞机机身的CNC加工高密度工具板块。
如果只需要一个部件,并且其尺寸精度不太重要,则可以使用泡沫或木材等经济高效的材料制造模具,并使用简单的电动工具成型,甚至手工雕刻。如果需要许多部件并且尺寸精度至关重要,则模具可能需要更坚固的材料,如铝或钢,并且必须使用更精密的设备制造,如CNC路由器或CNC铣床。
复合材料部件的尺寸精度、质量和表面光洁度与用于制造该部件的模具的设计和构造直接相关。因此,制造模具所用的材料和工艺将由复合材料部件的要求决定。部件数量、纤维类型、树脂类型、纤维与树脂的比例、表面光洁度和温度能力是部件的一些主要要求,应在设计和制造其相应的模具之前确定。