树脂基复合材料的成型温度一般在200℃以内,对于大尺寸和复杂形状的制件而言,采用金属模具材料就会产生材料和加工成本,以及搬运重量的问题,因而就要考虑其他替代的模具材料,如比较高档精确的制品选用碳纤维复合模具是不错的选择。做为一家碳纤维复合材料生产企业,无锡智上新材在设计制作碳纤维模具方面经验丰富,下面给大家介绍一二。

碳纤维复合材料模具实际上是一种纤维增强的树脂基复合材料结构,模具的制造也与碳纤维复合材料的成型相同。简而言之,即是用层片铺叠或其他方式将碳纤维复合材料施加到过渡芯模上,再固化成型为模具。当然在用作模具之前还要进行一些后续加工处理,如修边、打磨、表面涂胶层、装配等。
碳纤维复合材料模具明显的优点是质量轻、刚度大、热膨胀系数与所成型的碳纤维复合材料构件接近、所制造的构件尺寸精确度高。同时碳纤维复合材料模具型面由预浸料铺叠成型,可作做任意的修补再用,使用效率高。

在模具设计时主要考虑的是使用温度、热膨胀性能、强度和刚度以及制模的工艺性能等。特别是大型模具,必须要有足够的刚度和强度,才能满足成型过程中的所有工艺要求,在高温高压下能保持形状和尺寸的稳定性。因此,需要对模具加强加固。目前已有专门用于碳纤维复合材料模具加强的结构件,如螺旋型柔性加强件,很容易弯曲到模具的曲度,在模具的背面形成永久性的支撑;方管、角材、工字梁可用来制造模具的支撑框架结构;还有各种形状和规格的管接头,用于各种支撑结构的连接。

这些辅助的加强或加固件可与碳纤维复合材料模具实行共固化,形成一个整体模具结构,也可用胶接可机械连接方式与模具连接,两种连接方式可结合使用,视具体要求而定。

下图是由碳纤维复合材料制造的模具与加固件的组合,适用于复合材料的真空袋热压型工艺,先将预浸料按形状要求下料切割成片材后,再根据铺层顺序在模腔内进行层片铺叠成预制件,通过加真空和加热加压成型。