真空袋层压成型用模具的制造及高温固化

时间：2022-09-09 16:25:05 来源：千叶帆本文已影响人

　　[摘要]本文以真空袋层压成型技术为出发点研究其专用模具的制造，及高温固化过程，并给出相关工艺参数，为实际工作提供指导。
　　[关键词]模具；高温；固化
　　中图分类号：J62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0373-01
　　用母模制造模具非常类似于在模具中层压复合材料制件。在母模完成后，模具用材料层叠在母模上。壳形模具通常是倒装的。一个框架连接到完成的模具壳，以帮助保持它的刚性，并提供当水平转动时提供水平支撑的腿（图1）。
　　模具壳的材料随模具尺寸的不同而变化。环氧树脂涂层提供高密度表面。一层轻质玻璃纤维布，再加上多层厚重的布料，可为小模具提供足够的外表面。较大的模具可能需要额外的玻璃布层，或其他布料。
　　下面介绍一种用于在母模上建立模具的过程。母模提供一个保持物体形状的气密表面，直到层合物固化为止。将两层加厚环氧树脂“胶衣”涂抹到母模的蜡面上。用420的铝粉和404的高密度填料使环氧树脂稠化，以提高涂装蜡时的韧性和减少磨损。这种凝胶涂层将是模具的内表面。凝胶涂层达到初始固化后，应用第一层织物，然后依次铺上几层较重的织物。注意消除玻璃纤维/环氧树脂层中的任何空气空隙。当布层达到初始固化时，在布上涂敷一层环氧树脂，并使其固化。这种厚整流罩形复合层作为模具表面和芯材之间的界面，并有助于防止芯材通过模具的内表面粘接。
　　下一步是在模具内部粘接“芯材料”。对整流罩形复合层的任何脊或高点进行抛光打磨，并提供良好的粘合性纹理。根据整个模具区域的形状切割蜂窝芯材料，并将它们粘合到对应位置。然后在固化環氧树脂/ 407层上涂覆第二层环氧树脂/ 407混合物。用未增稠的环氧树脂将芯材料的底部接触侧润湿，并将其放入新鲜环氧树脂/ 407混合物中。保持芯材料的位置，使其牢固地覆盖在厚环氧树脂/ 407混合物，直到固化。
　　在芯材料已彻底固化并将尖锐或凸起打磨后，在芯材料上铺玻璃纤维布作为外表皮。外表皮大约等于内表皮的厚度。
　　当表面完全固化后，将支撑框架粘合到外表面上。框架应支持模具壳在一个方便的高度，并保持模具的形状。模具框架可以固定在地板上或安装在车轮上，在这种情况下，可能需要一个坚固的靠背来保持模具的刚性。在将模具从母模上拆下之前，应在模具壳上建立框架。
　　在模具完全固化后，通过小心地将塑料楔或塑料楔压在模具边缘和塞子之间，将其从母模中拔出。然后制备真空套袋模具。检查模具表面是否有针孔或可能用环氧树脂修补的缺陷。
　　母模、模具和层压板将在大于43°C的温度下固化或处理时，将需要替代的环氧树脂和制造工艺方法。高性能、低粘度环氧树脂通常用于真空袋层压。这些环氧树脂可能需要在升高的温度下固化或后固化。如果已完成的层压板在模具中进行后固化，则在模具和层压材料的建造和选择时必须采取特别的技术措施。模具必须由特定的材料和技术制成，使模具能够承受高温而不变形。而且，如果模具必须在母模上固化，则在建立母模时必须采取同样的技术措施。
　　在建造高温固化应用中使用的模具时，首先确认制造零件的固化温度及树脂系统固化的最高温度和最低温度。然后考虑要固化的结构的尺寸和您想要使用的模具结构类型。所有这些因素影响后固化时间表（升温速率和固化时间的长度）。模具和母模的固化温度是根据所制造的零件的温度来确定的。模具应在比零件在更高的温度下进行固化。母模应在比模具更高的温度下进行固化。如零件在60°C固化，模具应在166°C后固化，母模应在71°C后固化。其目的是使模具零件固化温度下保持外形不变。这样，模具或母模可以在不超过零件的树脂系统的HDT（热挠曲温度）的情况下使用。
　　当选择用于模具的材料时，需要考虑一个事实，即模具芯材料不会像层压材料一样传递热量。复合夹芯模具中的芯材料将起到绝缘体的作用。如果在被层压的部件中使用芯材料，则模具表面和部件芯之间的层压铺层将不会像部件芯材料另一侧的铺层一样升温。如果部件芯材料两侧的铺层之间存在较大的温差，则在固化过程中，该部件可能变形。所以需要验证在固化温度下芯材尺寸的稳定性，以保证工件不变形。
　　参考文献
　　[1]章令晖，李甲申，韩宇，王超，刘鹏，赵金涛. 复合材料成型模具研究进展. 航天制造技术.2013年01期.

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