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机加工板材 6 H$ R3 E0 T) U- d" z- d5 V+ t
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GrafTech国际公司的GRAFOAM®碳泡沫可以作为芯材成功用于复合材料模具的制造。该泡沫由各项同性的碳制成，具有与碳纤维复合材料相近的CTE和非常高的耐高温性。ACG与GrafTech合作开发的ACG GRAFOAM FPA-20碳泡沫模具系统具有耐压强度高、重量轻、尺寸稳定的特性，可以不必使用母模。用于制造大型结构的板材有多种尺寸和密度可选。
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ACG提供的CB1100陶瓷模具板材具有耐高温性和低热膨胀系数，据说可以生产出非常精确稳定的模具。这种陶瓷板可以与ACG的LTM®环氧模具预浸料和HTM ® BMI模具预浸料相兼容，粘结在一起后加工成模具的芯，再将碳纤维表皮层压上去，无需使用母模。由于表皮是由陶瓷芯完全支撑的，也就不需要另外的支撑结构；而且陶瓷材料不会吸水，因此也就不需要干燥或通风过程。 / y/ p5 n" R6 v! {* p: q
9 }1 m8 U$ d) `6 Z& YTouchstone研究实验室的CFOAM®是一种由煤炭制成的结构材料，采用的是其专有的低成本高压工艺，可用于许多应用中，包括复合材料模具。该材料可制成多种结构形式，呈现多种表面，从薄的片材到近似网状的三维部件，并可以根据元件尺寸和密度进行裁切。该泡沫已用于生产10个部件以下的低成本原型模具表面，也可用于生产500个以上的部件的表面。
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7 m6 X V/ p" L4 k- w2 Y$ ZRAMPF Eco模具板材采用回收的多羟基化合物制成，具有非常精细的表面结构、
' U4 |; r8 ?* ^/ V- R" F+ i! @优异的加工性能和低热膨胀系数。
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# v+ w3 {! _2 x R; v高强度CFOAM材料可使用传统设备进行切割和加工，采用火焰喷射技术可以涂覆上金属涂层。原型部件制好后，原型模具的表面可以去除，然后附加一层复合材料表面。Touchstone说，设计上的改变只需要很小的额外成本就可以实现。
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除了为复合材料模具提供具有极高强度和稳定性的支撑板材，Amber复合材料还提供模具板、底漆和密封剂。Amber复合材料公司和RAMPF模具公司共同推出了一种环氧基板材，用于模具的生产；还为RAMPF的RAKU-TOOL®环氧和聚氨酯产品系列增加了一种环氧树脂胶产品。WEB-0700环氧树脂板具有非常精细的表面结构、优异的加工性能、良好的尺寸稳定性和耐热性。 0 M% @" y C+ b Y7 J5 ~2 `: P5 ?
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Amber的Cellite ®180系列模具支撑材料可以承受180℃的高温，表皮材料可采用玻纤或碳纤，可带有铝蜂窝芯材，亦可不带。Amber的实心板由玻纤或碳纤和耐高温树脂层压而成。这些板材可以切割成所需形状，用于在铺放和固化过程中支撑大型的模具和部件。
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1 w# J( P& L' n R( J; A! h' lSika模具复合材料公司的SikaBlock®模具板材就尺寸和密度分，有13种不同的类型。SikaBlock M2010具有耐热性、低热膨胀系数和非常致密的表面，适合生产复合材料模具。该公司也生产Biresin ®系列高性能树脂和树脂胶，用于模具的制造和部件的生产。 $ m6 g5 I* w/ Y# A
_$ k; X7 V+ I" cBCC Products/Blehm Plastics公司生产的耐高温环氧树脂模具板材EB6200可以承受163℃的高温，具有优异的切割性能，产生的灰尘很少。BCC还生产一系列闭孔聚氨酯硬质泡沫，可以满足母模和原型模具的不同要求。MB5000高密度聚氨酯模具板可用于金属成型和镀镍芯轴模具的制造；此外该公司还提供MB8250铝制模具板。
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Gurit公司既有室温固化的模具产品，也有65℃固化的SPRINT®模具材料，最终的耐受温度为160℃。环氧胶衣系统SP T-Gel 130-1可用于玻纤或碳纤模具的制造，它与SP的130℃系列的模具层压、灌注和修复材料相兼容。Gurit最近宣布收购中国的一家风机叶片模具制造商苏州红枫，以扩大其在全球范围内的模具供应，并以现有的全球分销网络和复合材料技术为坚实的基础。 $ N* _; v9 z/ x4 R/ I0 w
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Cass聚合物公司生产的Tool Chemical Composites（TCC）系列模具板材包括一种铝填充的聚氨酯板，可进行CNC加工，具有较长的使用寿命。该公司还提供耐高温环氧树脂和中温聚氨酯板材，可用于模具和其他产品的制造。 , z+ w/ u6 z4 s9 G
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& o9 J% _ k% f: j! @Airtech 先进材料公司的MultibagTM可循环使用硅橡胶真空袋系统
) m) ~" ^6 \9 O8 q; j可用于真空灌注模具的制造。
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模具树脂 % D9 w3 Y; z# Q
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Nord复合材料公司生产的Zero Shrink™单组份模具树脂系统可用于复合材料模具的快速生产。RM2000模具树脂是一种不饱和聚酯产品，可用于手糊和喷射模具的制造。RM3000乙烯基酯模具树脂是一种低放热系统，可用于替代环氧模具，生产热模具和热成型模具。两种系统都具有6个月的保质期，由Nida-Core公司负责在北美地区分销。
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; w2 E u; H$ r5 F5 MCook复合材料聚合物公司（CCP）生产的OptiPLUSTM高性能低收缩树脂可用于手糊和喷射工艺以及常温真空灌注工艺中模具的制造。OptiPLUS 040-8091可取代间苯二甲酸、乙烯基酯和环氧树脂用于模具的制造，加工工艺可采用常温和高温真空灌注。CCP说，这是一种预活化的树脂，含有反应单体，具有一流的表面质量和耐热性。 ; O2 ~, E) p& F. S6 I
: k" e' v# Y2 @: _( mAirtech先进材料集团为灌注、手糊和高温（395℃）高压固化工艺生产真空袋和复合材料模具材料。Toolfusion®环氧基模具树脂可采用灌注工艺制成符合材料模具。Airtech说这种工艺比传统的手糊或喷射工艺更清洁也更简便。该公司还生产Econo系列真空袋产品，包括一种可循环使用的硅橡胶袋系统Multi-Bag™。低粘度的液态硅胶涂覆在增强丝网材料上后，室温下固化48-72小时而成。
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, c- w* A: d( j ~5 I+ Z; z, a北美地区最大的复合材料供应商之一Composites One与三个合作伙伴共同成立了Closed Mold Alliance，提供交钥匙的闭模成型解决方案及相关培训。另外三家公司分别是设备制造商Magnum Venus Plastech以及模具制造商RTM North和FormaShape。位于加拿大British Columbia省的FormaShape是一家轻质树脂传递成型（Light RTM）模具制造商，专注于五轴加工和模型制造。 ! e9 K6 p: |! S ^/ k
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混合模具的优势
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; n/ v. A# O% o2 e' P1 l美国明尼苏达州Remmele工程公司的模具部门经理Tom Sobcinski说，机身结构的镍钢合金重量可达136吨以上，这就限制了纤维的自动化铺放速度，延长了高压固化的热循环时间。为减小传统镍钢合金模具的重量和尺寸，Remmele开发了一种混合模具系统：Invalite™（正在申请专利）。 ' M& }% C" u6 v0 a/ p
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Invalite系统由一个复合材料支撑结构和薄的镍钢面层组成，从而减轻了重量。该系统将镍钢的长寿命和高质量与复合材料模具的轻质优势结合在一起，可用于大型和中型部件的生产。该系统采用轻质材料制成，通过Remmele专有的ConnexSys®技术进行连接，比传统镍钢合金减轻了50%的重量。
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据说，Invalite模具比传统镍钢模具有更大的耐压能力和更好的使用性能。第一个生产出的Invalite模具去年被用于战斗机的复合材料部件的生产，这一项目得到了Lockheed Martin Aeronautics和Remmele的支持。
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“我们对三种模具进行了热分析，即我们的混合模具、全镍钢模具和全复合材料石墨/环氧模具。”他说，“结果表明，就加热速率而言，混合模具与全复合材料模具基本相同。实际上，在面层片材上热量分布更均匀。但是全镍钢模具的加热和冷却速度慢得多。” 5 b- {' R4 o& T5 p7 B
. Z/ ^! c, X8 O) ^3 z9 ?' u) \与全复合材料模具相比，Invalite的主要优势是耐久性。“镍钢合金面层不会老化。”他补充说。
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* Q. w9 q- @' O# u$ mSobcinski解释说 ：“另外，Invalite模具的重量是全镍钢合金模具的50%。在大型模具的纤维铺放设备上，如果模具重量减轻一半，其移动速度就会更快，因此生产速率也就会提高。”
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3 \; o1 p6 @- c b# N( U8 @8 W硬质模具还可以采用金属沉积技术制造。加拿大安大略省的Weber Manufacturing Technologies公司在其最大最先进的商业工厂内采用专有的镍蒸汽沉积技术（NVD）生产镍壳模具。这种两级化学工艺将粒状镍粉末转变成坚固的镍壳，附着在热的芯轴上，从而形成一个几乎纯镍的结构。
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7 `; }; k( |) q- @位于美国佛罗里达州Port Saint Lucie的Keystone Synergistic Enterprises公司采用专有的金属沉积技术生产低成本快速模具。Keystone说，电子束金属沉积工艺生产出的近似网状的三维几何结构，可以满足航空航天业为钛、镍和钢合金制定的质量标准。 | 
发表于 2010-7-15 13:14:19
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