江苏博实科技:传统的成型模具主要由金属材料制作,主要是因为金属材料强度好、易加工、尺寸稳定性好,随着对产品外形、尺寸、精度要求的不断提高,碳纤维复合材料模具应运而生。
目前,在欧美发达国家的航空航天部门已经普遍使用碳纤维复合材料制作的模具了,但是在国内还是比较少见,但随着航空航天结构件的大量应用,国内的研究院所已经开始研究试验碳纤维模具。碳纤维复合材料用于模具的制作,有着诸多的优势。
1、质量轻
众所周知,碳纤维复合材料的密度比较小,用其制作的模具质量相对来说较轻。并且由于碳纤维复合材料高强度、高刚度的特点,可以将模具的壁面做的很薄,这样可以更好的适用于大型复杂的模具。比如在A320客机尾翼的加工过程中,原模具采用的是低碳钢制作,超过当时热压罐与起吊设备的承受能力,后来采用碳纤维模具,才解决了上述难题。
2、热容小
除了质量较轻以外,碳纤维复合材料的热容与金属材料相比较大,这也就意味着碳纤维模具可以在较小的热量需求下,以较快的升温速度、较短的固化时间完成产品的固化成型过程。研究人员曾将INVAR 钢模具与碳纤维模具同时投入生产进行比较,INVAR 钢模具固化周期需要12h,而碳纤维模具只需要8h就完成了产品的固化,从而可以在实现能源和时间的节省情况下,降低制作成本。
3、热膨胀性能匹配
当模具与构件的热膨胀系数之间存在差异时,会对构件的外形准确性、尺寸精度和内部质量产生直接影响。复合材料模具最大优点是热膨胀系数小,且与复合材料的热膨胀系数比较相匹配,从而可以获得外形准确性和尺寸精度符合设计要求的构件。据报导,长达18m 的Delta- Ⅲ型运载火箭整流罩成型时,就是用了复合材料模具才保证了其要求非常高的外形准确性和尺寸精度。
复合材料模具已逐渐形成产业, 并处在高速发展阶段。复合材料模具的应用使得生产复合材料构件的工艺得到优化,生产周期随之缩短,产品质量得到提升,复合材料生产步入了更快的发展阶段。江苏博实碳纤维希望可以参与其中,为我国碳纤维复合材料事业的发展贡献自己的一份力量。
阅读延伸:《碳纤维复合材料的特性分析》