复合材料模具设计制造工艺的探讨

陈志霞 陆明富

航天海鹰(镇江)特种材料有限公司 江苏 镇江212132

引言

复合材料具有比强度高、抗腐蚀性能好等优点,可选用其它比强度高的材料。但好的复合材料必须建立在好的复合模具之上。研究复合材料模具设计与制造工艺,对于复合材料的生产制造具有重要意义。伴随着社会的快速发展,复合材料的制造技术也在不断地发展,为了适应这种发展趋势,人们对模具的要求越来越高。

一、简述复合材料成型模具

复合体在制造过程中表现出很大的灵活性,其成型方式有多种,例如:手工成型、喷涂成型等,这些方式都与复合体的结构和材料相适应。各种结构型式的复合材料模具,其缠绕成形模、金属骨架型模,其尺寸精度、表面质量及结构支承强度等与复合材料生产的质量有直接关系,应引起重视。随着社会的新发展,带来了新技术的变革,复合材料模具数字化设计制造技术应运而生。接着,我们将详细分析复合材料模具的数字化设计和制造技术,以期为复合材料的生产提供帮助[1]。

二、复合材料成型模具的基本结构和成型要求

它的底架主要由复合模,模架模具组成。内托板、卡槽、散热孔和底板,底架由环形方钢、叉车口和加固方钢组成。对复合材料成形模的复杂结构进行了说明。用参数化模型设计时,应注意以下几个问题:产品数值模型确定模具具体成形面;支承板与模体下表面充分结合;支承板内外相互垂直,在两支承板交界处卡槽;支承板根据复合材料模具进行焊接生产,不可避免地会出现残余变形、残余应力等问题,因此,必须采取合理的工艺措施,选择科学的设计方案,以防止此类问题的发生,其中加工精度和表面质量是关键,而工艺难度较大的工序,极易产生质量问题,其原因多种多样,因此,每一步操作都要小心。如果需要的话,可以用数字化检测设备来严格检测这个环节,防止问题的发生,提高产品质量。在复合材料模具中,由于不同类型的复合材料零件在生产过程中会产生不同的热膨胀系数,所以选择的材料一定要符合热膨胀系数以防止后期出现问题。

三、复合材料成型模具数字化设计制造

1.数控加工技术。复合模的制造通常采用数控加工技术,采用数控加工技术,可制作各种材料和结构的模具。数字控制可以有效地保证产品的生产精度和质量标准,数控加工技术是随着社会的不断发展与进步而不断发展与进步的。复合材料模具采用高速数控铣削技术,能有效地提高生产效率,有效地控制产品质量,所以深入开发数字技术当然是一件好事[2]。

2.模具材料的选择。复合模材料有钢、铝、双马、环氧,一般说来,应根据其性能、价格、使用时间、次数等综合确定。适合弯度大,尺寸大,结构复杂的模具。铝产品加工性能好、成本低、重量轻、硬度低、机械性能差、使用次数少,适用于模具尺寸精度要求低的场合。该复合材料具有相同的热膨胀冷缩系数,温度高时可重复使用,但成本高。用于大型模具,结构复杂;环氧树脂复合材料具有生产周期短,产品热膨胀系数与材料相同,使用次数少等优点,用于中温固化过程及制成品。

3.先进表面处理技术。在模具生产中,表面处理是质量控制的重要一环,它关系到模具表面的组成和组织,是模具性能的直接指标,直接决定着模具的硬度、耐磨性和耐腐蚀性,因此必须引起高度重视。针对目前生产中的表面处理方法,目前主要有化学法、表面涂覆法和激光法。可以有效地解决模具表面存在的问题,使其标准化,并大大提高其使用寿命[3]。

4.解决模具加工生产所面临的问题。复合材料模具在生产和加工过程中,不可避免地会出现一些质量问题,如在结构焊接过程中,出现残余变形,残余应力等,因此,必须采取合理的工艺措施,科学地进行设计,以防止这些缺陷的发生,而加工精度和表面质量是提高产品技术含量的关键环节和难点系数。这一环节容易产生质量问题,原因很多。所以在这个环节上,我们每走一步都要小心。如果需要的话,可以用数字化检测设备来严格检测这个环节,防止问题的发生,提高产品质量。因此在材料选择时,应尽量选用热膨胀系数相近的材料,以有效避免热胀冷缩系数不同所造成的质量问题。

四、复合材料成型先进模具的应用

热压釜、真空袋、缠绕、软膜膨胀、喷射成型、电子束固化等成型工艺是目前常用的成型工艺,不同成型工艺对模具材料及模具结构的要求不同。现有先进成型模具有喷塑金属复合模具,复合树脂模具,复合EP树脂模具,复合干式层压模具,整体石墨模具等,这种模具在复合材料零件制造中占有重要地位。随着复合材料模具和易形变模具的不断发展,模具在复合材料产品生产中的作用越来越大,越来越符合复合材料发展的要求。

五、结束语

由于复合材料的应用越来越广泛,人们必须对复合材料模板的设计和制造工艺进行不断的改进和完善。由于模版的质量直接决定复合材料的质量,能明显提高复合材料的生产效率,降低生产成本,使其更加完善。因此,应大力推广数字化模具设计与制造技术,普及化是未来复合材料设计制造技术和市场需求的发展方向,积极推动复合材料设计和制造流程的应用。每一个企业都以提高生产效率,降低生产成本为目标,以数字化设计与制造技术作为技术的基础,使企业利益最大化。