隨著新材料的發(fā)展碳纖維在一些高端領(lǐng)域比如說飛機(jī)結(jié)構(gòu)件上用量的逐步增加,零件越來越大而復(fù)雜,這樣以來就對碳纖維制件的質(zhì)量提出了更高的要求。但是其實(shí)因?yàn)樵摬牧系奶攸c(diǎn)所以說其質(zhì)量在很大程度上取決于成型模具的質(zhì)量,想要得到優(yōu)秀的模具就需要設(shè)備上下功夫,除模具質(zhì)量對制件質(zhì)量的影響外,模具的尺寸、重量對模具成本以及復(fù)材制件的總制造成本有很大影響。
通過對碳纖維熱壓罐成型模具的設(shè)計(jì)、制造、轉(zhuǎn)運(yùn)及使用驗(yàn)證等工程研究及分析,結(jié)合模具設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)方法,歸納出以下幾點(diǎn)模具設(shè)計(jì)原則。
一、滿足制件結(jié)構(gòu)及工藝要求:在設(shè)計(jì)碳纖維成型模具前,要對制件的設(shè)計(jì)輸入進(jìn)行充分分析,以產(chǎn)生模具結(jié)構(gòu)的初步概念。
二、模具材料的選擇:用作碳纖維成型模具的材料主要有普通鋼、INVAR鋼、碳纖維、鋁等。選擇的時(shí)候還要注意材料的高溫性能、成本、周期及使用次數(shù)來選擇,不同的應(yīng)用可以選擇不同的材料,并沒有相應(yīng)的材料是萬能的,所以也要根據(jù)應(yīng)用來選擇模具的材料。
三、模具熱膨脹的補(bǔ)償:當(dāng)模具與預(yù)浸料進(jìn)熱壓罐固化時(shí),隨著溫度的升高,模具會膨脹而使尺寸增大,達(dá)到保溫狀態(tài)時(shí)最大,此時(shí)預(yù)浸料反應(yīng)固化,與模具尺寸一致。在固化完成后降溫的過程中,模具和固化好的制件都會收縮,但如果模具材料與碳纖維制件的熱膨脹系數(shù)不一致,收縮量也就不一致,從而導(dǎo)致制件尺寸和模具尺寸有偏差。不過這里要說明一下的是材料不一樣它的這些特性也會不一樣,在選擇模具材料的時(shí)候可以先將這一部分選好,模具熱膨脹還將影響到制件的變形及脫模等問題。在設(shè)計(jì)模具時(shí)要把這些因素考慮進(jìn)去。
四、模具回彈角的補(bǔ)償:回彈角因與模具材料,鋪層方向及結(jié)構(gòu)對稱性有關(guān),可通過數(shù)字模擬及試驗(yàn)測試的方法得到,目前用的較多的是通過經(jīng)驗(yàn)值結(jié)合試驗(yàn)值來獲得回彈角的大小,而數(shù)字模擬有待于提高對熱壓罐溫度場及碳纖維反應(yīng)機(jī)理的精準(zhǔn)分析。在模具設(shè)計(jì)時(shí),預(yù)先把回彈角考慮進(jìn)去,即制件夾角加上回彈角等于模具夾角,使制件在脫模回彈后符合工程數(shù)模要求。
五、應(yīng)力分析準(zhǔn)則:減重是模具設(shè)計(jì)優(yōu)化的一個(gè)重要方面。減重的方法必須要通過合理的計(jì)算,否則會直接影響到模具的強(qiáng)度和剛度,從而在使用過程中產(chǎn)生變形而影響制件質(zhì)量。對于一些輔助的部件比如說吊環(huán)、輪子、撐腳也需要進(jìn)行強(qiáng)度校核,以確保模具能夠安全地起吊和轉(zhuǎn)運(yùn)。
以上就是碳纖維熱壓罐模具設(shè)計(jì)研發(fā)注意事項(xiàng)了,關(guān)于模具的設(shè)計(jì)研發(fā)是很有技術(shù)含量的工作,在設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要進(jìn)行全面的考慮,否則在完成后的修補(bǔ)將會變得非常麻煩,所以說要在設(shè)計(jì)的時(shí)候多花點(diǎn)時(shí)間將質(zhì)量搞好,在完成后達(dá)到一勞永逸的效果。