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复合材料模具制作

返回列表来源:山川复合材料 发布日期 2018-10-09 09:46 浏览:-

 

复合材料提供的所有优点中,它们被塑造成复杂形状的能力可能是最受欢迎的。当形状需要多次复制时,最有效的是制造可以制造零件的工具或模具。理想的模塑零件每次都能完美塑造,几乎不需要后期修整工作。

 

多年来,模塑或“冲压”已经被用于塑造诸如车身,家用电器和工业设备之类的金属产品。金属冲压模具很麻烦并且生产成本高。只有大公司才能负担得起构建,运营,存储甚至移动这些工具的费用。复合材料为任何人提供了一种经济有效的方式,可以在他们自己生产的模具中进行相同部件的大规模生产。

 

将介绍创建精确,高质量,低变形模具以生产复合材料零件所需的步骤。虽然所描述的许多原则与大规模工业技术相同,但所提供的建议旨在用于小型商店,车库或车间,以帮助个人产生大的结果!出于这个原因,列出的示例旨在按比例缩小,有用的工业提示。


玻璃钢模具制作

 

模具类型

 

阳模模具是两种基本类型的形式,但它们产生显着不同的成品部件。最省时和最便宜的方法是阳模这是一种模仿件最终形状的原模模具是在其外表面上制造的。确实,这种类型的模具构造起来更快,但是粗糙的外部纹理,需要适当的封堵处理。该部件也将在层压过程中生长通常这是不希望的,但如果有意地使模具稍微变小,则该部件将长成所需的最终尺寸。当生产少于5-10个零件时,使用精心处理过的阳模直接生产部件,降低了制造成本,提高了产品综合竞争力。

 

凹形或型腔模具通常更昂贵,但它们为中型到大型生产运行提供了许多优点。由于每个复合材料模具都具有光滑的外表面,因此精加工时间显着缩短。阴模也适合与芯材一起使用,因为无论芯制品内使用的不一致程度如何,外皮总是光滑的。任何类型的玻璃钢模具都可以用于真空装袋,但是阴模通常更容易密封,同时实现良好的表面特性。如果批量生产需要光滑表面的部件,则阴模是值得额外付出

 

压缩模具有时通过使用阳模阴模形式制成。这些“匹配”模具非常适合生产精密零件,如轻质RTM模具。在模具闭合和紧固之前,模具装有增强材料和树脂。多余的树脂被挤出,空隙减少,两侧部分光滑。压缩模具也可以改进用于树脂灌注或注射。关键是要考虑成品零件的预期用途以及构造它所需的模具类型。如果事先考虑这一点,则可以生产的零件类型没有限制。

 

材料选择

 

在开始构建任何模具之前,请花些时间考虑所需的最终结果。模具的构造将是模具的物理性质,构造成本和构建模具所涉及的时间之间的权衡。在成品中你想要的东西将直接影响这些权衡。仔细考虑这些因素将使您最少的费用获得更为理想的结果。

 

在选择模具制造材料和构造方法时,要考虑到生产运行的长度和部件表面光洁度的期望质量。模具开始时入的时间和材料最终将影响您可以制造的零件数量和这些零件的质量。其他需要考虑的事项包括对模具进行技术特定的修改,以辅助真空装袋和压缩成型等程序。较大的法兰是这些程序更值得,沿着周边法兰定位销也应该设计用于复杂的模具,其中多个部件需要精确对准。最后,考虑一下在使用过程中如何保持模具。蛋箱结构将为具有笨拙形状的模具增加支撑和可管理性。

 

您打算如何从模具中释放模具以及模具中的后续零件也会影响整体设计和结构。要考虑的第一个因素是模具的拔模角度。这是模具侧面与其底座相比的角度。零吃水的模具具有垂直于底部的平坦侧面。在具有正牵伸的模具上,侧面在顶部比在底部处宽。零件很容易从正模具中弹出模具。具有负牵伸的模具的侧面在顶部比在底部更紧。由于显而易见的原因,部件不可能从具有负牵伸的模具中移除。必须用负压模塑成型的形状必须由多件式模具制成。每个部件都具有正向拔模以便于释放,但它们全部螺栓连接在一起形成负腔。

 

模具件连接在一起的点称为分型面。这是将负拔模角度分成两个正角度的假想线或平面。模具可以根据需要用尽可能多的分型面进行完全分离。飞机通常沿着插头的最高或最宽的顶部延伸。在第一次处理模具建造项目时,用毡尖笔在插头上画线是有帮助的。这允许试错草图,直到您确信它位于适当的位置。如果需要进一步的课程,请查看塑料儿童玩具上的模具接缝。它们往往很夸张,很少被删除。可以从他们的例子中学到很多东西。

 

即使边缘脱离,大型零件和模具也难以分离。在宽阔区域上的轻微粘附甚至静电都会导致问题。做最坏的准备,并提前计划。在模具上钻孔并将空气接头粘合到背面。在成型过程中使用粘土填充孔,因此树脂不会污染空气管线。当零件准备好释放时,只需将压缩空气连接起来然后弹出!尝试将配件定位在稍后将被修剪并从零件中移除的区域中。这样,粘土上的痕迹就不需要打磨和抛光了。

 

在选择实际的树脂和织物时,从创造模具的角度出发,以最低的成本,在应用的情况下。几乎所有复合材料都可用于模具制造,但部件要求通常不能证明更多特殊材料的费用。对于许多部件,由一般用途聚酯树脂和玻璃纤维短切原丝构成的模具产生令人满意的结果。垫以最少的层数(通常为8-10层)提供快速堆积,均匀的强度和刚度。使用适当厚度喷涂的良好胶衣凝胶涂层也将有助于实现顶尖模具表面。某些部件确实需要极其坚固的模具以确保尺寸精度或使用寿命,经验证明环氧表面涂层和树脂几乎没有收缩,另外可将碳纤维用于需要最高强度和刚性的模具。

 

典型模具制造产品

 

商品     描述

 

聚酯树脂很多时候,模具的零件要求不能证明更多特殊材料的费用。对于大多数模具,制造商将使用通用聚酯树脂。它将产生令人满意的结果,并且价格合理且易于使用。

 

短切原丝毡短切原丝毡与聚酯树脂一起使用,以形成模具的形状。请记住,这些垫子不会与环氧表面涂层和树脂等产品兼容。

模具胶衣:凝胶涂层通常喷涂在模具表面上,以使其具有光滑,均匀的表面以便工作。使用凝胶涂层时,请务必使用凝胶涂层厚度计等工具,以避免出现水泡,下垂和针孔等问题。

 

原模准备

 

在模具建设成功的主要关键之一是插入适当的准备,这是用于制造阴模的“原件”。阴模表面的任何缺陷都将转移到模具中,然后转移到由模具制成的未来部件上。回顾一下我们之前所说的关于从头到尾开始的内容,阴模需要至少与您希望生产的部件一样好。

 

原模的优选表面光洁度为A”级表面,这意味着它将是抛光的,高光泽的表面,没有任何孔隙或划痕。为了获得可接受的模具表面和较长的模具寿命,从原模表面去除缺陷比试图从模具表面去除缺陷更有效。

 

原模经过适当的成型和打磨后,用高质量的表面底漆(如诺德230易打磨底漆)完成。这些材料可以很容易地打磨和抛光成A”级饰面。

 

模具维护产品

 

商品  描述

砂纸新模具需要光滑的表面处理或A”级表面处理,以便在零件制作中使用。您需要逐渐使用较高的砂纸水平砂纸,以便为您的模具做好准备。

第一步和第二步模具抛光打磨后,您需要对模具进行抛光,以去除砂纸清洁产生的任何打磨划痕。两步抛光化合物将提供令人印象深刻的光泽,同时为制造商配制,仅需要约一半的其他抛光化合物的材料。

原模表面处理底漆使用表面底漆可以为您的原模创建A级表面处理,使其在模具加工过程中更容易去除。

 

模具的建造

 

一旦原模准备好A”级饰面,就可以开始构造阴模。首先,需要将脱模剂施加到原模上。这是一个关键步骤,因为一旦用于构造模具的材料固化,它将允许您将模具与原模分离。如果模具没有从原模中正确释放,模具和可能会损或损坏,请仔细按照这些步骤操作。

使用的两种最常见的脱模剂是脱模蜡和PVA脱模水的传统组合当使用脱蜡和PVA时,通常在第二和第三层蜡之间施加四层蜡,一小时等待。在最终应用已经干燥并被抛光之后,可以将PVA喷涂到原模上。为获得最佳效果,PVA应喷涂在三层薄雾涂层中,并使其干燥30-45分钟。在那个时候它应该固化成一层薄薄的光滑薄膜。7090 psi的空气压力将有助于完全雾化PVA,使表面更光滑。大约半小时后,通常足够干燥以开始施工。

 

代理产品

 

商品  描述

PVA聚乙烯醇(PVA)喷涂到模具上,以便在部件固化时密封空气。然后可以用温水冲洗PVA

脱模:脱模蜡是在固化过程中将空气排出模具的另一种方法。与PVA不同,蜡在固化时会“漂浮”到树脂表面。固化后,需要将这种蜡打磨掉。

 

在开始模具铺设之前,必须沿着前面描述的所有分型面将分型法兰或挡板添加到原模上。这是在施工期间划分模具段的形式。一旦模塑一面,就将该形状移除。与插头本身一样,这些分离凸缘由最便宜的材料构成,这些材料稍后将支撑固化玻璃纤维。粘土,masonite,打蜡招贴板,薄钣金和扑克牌都是有用的。通常,粘土的“蛇”在手掌中滚动并沿着分型面压在塞子上。当对称性很简单时,剪影剪裁可以由masonite制成并附着在粘土上。在复杂形状的插头上使用广告牌或扑克牌更容易。在将大坝插入粘土之前,剪刀可以快速切割出必要的轮廓。使用搅拌棒刮去将首先模塑的多余粘土。可以构建更复杂的夹具来完成相同的工作,但是这种方法将提供可重复的结果。

 

此时,应将用于重新对准多件式模具的各段的任何定位键或销钉添加到分型法兰上。如果法兰由粘土制成,这些键槽可以简单地嵌入软质材料中。 Masonite也很容易添加到它们中,因为它为固定销钉提供了足够的支撑。使用纸或金属坝时,只需用粘土制作钥匙并将其粘在表面上即可。将首先模制键槽,然后移除粘土,并使用匹配键制作另一个模具部分。无论用于制作分隔坝的材料如何,喷涂或轻轻擦拭最后一层脱模剂。

完成这些步骤后,就可以开始涂覆表面涂层了。聚酯模具胶衣易于通过其明亮的橙色来区分。虽然表面涂层可以用刷子涂抹,但是通过喷涂可以获得更均匀的效果。凝胶涂层和其他表面涂层材料太厚而不能用普通的汽车喷涂设备喷涂,所以特殊的重力进给“杯”枪必须被利用。通常,杯枪接受容纳一夸脱材料的一次性杯子。混合适量催化剂后,即可喷涂表面涂层。一旦开始喷涂,保持材料流动;不要在每次通过结束时开始和停止,就像通过常规虹吸设备喷涂油漆一样。但是要小心,否则过多的材料会过快堆积。使用凝胶涂层测厚仪进行测试,在插头上涂上20-25密耳的均匀厚度。这最好通过三次通过,每次7-8密耳。在添加下一层之前,不要允许任何初始传递加速。所有密尔必须作为单一薄膜固化以获得最佳效果。可以刷上环氧表面涂层,如果正确混合,则无故障。


凝胶涂层应用

 

商品描述

凝胶涂层杯喷枪虽然凝胶涂层可以用刷子涂抹,但建议您使用喷涂。使用凝胶涂层枪确保您获得均匀,均匀的胶衣涂层。它们还可以覆盖更大的区域,节省您在申请过程中的时间。

工具凝胶涂层工具凝胶涂层喷涂在插头表面,以提供光滑均匀的表面。这样可以在创建模具时更轻松地移除。 Fiber Glast带有三种聚酯基工具凝胶涂层,橙色和黑色。

MEKP Methyl Ethyl Ketone Peroxide,或MEKP,为您的工具胶衣提供催化作用。不同类型的树脂将需要不同浓度的MEKP以便适当地催化。查看树脂的数据表,了解具体的测量结果。

凝胶涂层厚度计太厚或太薄的凝胶涂层可能会在固化后对模具造成严重问题。诸如凝胶涂层厚度计之类的工具将帮助您为您的应用过程提供最佳,均匀的厚度

 

一旦涂上表面涂层,使用第一层增强层在1.55小时内稳定它是至关重要的。这有助于防止表面涂层收缩或从插头表面上抬起。第一层增强材料也是模具中最关键的层,可以在不捕获气泡的情况下铺设。表面涂层正下方的所有气穴都容易开裂。当生产一个或两个零件后芯片脱落时,整个模具表面将变成陨石坑并需要重新铺设。

在稳定层就位的情况下,模具在完成之前可以在该状态下保持数天。这里的主要建议是避免在睡觉前喷涂表面涂层,并在早上返回时期待它完美。如果您等待并开始表面涂层可以在5小时的机会窗口内稳定,您将节省时间和金钱。这个建议对某些人来说似乎过于谨慎,但总是有效。

这也有助于防止聚酯模具中的热变形。一小时后,胶衣摸上去很凉爽。一层1.5盎司/平方英尺。 ft matand树脂在固化时会稍微加热,但不足以扭曲精致的表面涂层。当第一个加固层触摸凉爽时,可以打磨它以准备更多的垫子。剩余的层可以相当快地添加到这个稳定的表面,而不用担心热变形。

如果使用了切割的链条,则将垫子撕裂(不要切割)成易于处理的块状物。磨损的边缘相互融合得很好,没有像锋利的剪刀边缘那样捕获空气。法兰区域需要一些切割成适当宽度的条带以对接到分隔坝的角落以排除空气。但是,这是他们需要的唯一区域。如果使用粗织物,当它们以45度偏压从辊上切下时,它们将在严重的轮廓上更容易铺设。预先切割大部分增强材料,这样在树脂开始凝胶之前可以一次添加2-3层。

使用天然鬃毛刷,用适当催化的树脂预湿表面,然后将垫子放在塞子上。增强材料会吸收大部分树脂,但白点表明需要更多。再一次,首先将预切割的条带对接到分隔坝与塞子相遇的角度。然后在主表面上应用磨损的贴片,在法兰上很好地重叠。磨碎的玻璃腻子也可以扩散到这些类型的角落以防止空气。

至少每隔一层将空气从层压板中滚出。首先使用刷毛辊,在垫子内会喷出许多气泡。接下来,切换到agrooved饱和度rollerto紧凑层压板。务必使用与整个表面接触的滚筒。由于这个原因,有许多形状可供选择。


表面涂层产品

 

商品描述

短切原丝毡短切原丝毡通常与聚酯树脂一起使用,以快速增加部件的厚度。通常,这种材料是撕裂的,而不是切割的。这有助于防止在成品部件中形成气穴。 Fiber Glast有两种长度用于这种织物,38“和50

饱和辊使用饱和辊有助于树脂均匀分布在织物材料中,有助于压实层压板。 Fiber Glast可提供多种滚轮选择,以适应您零件的形状。

 

大多数使用短切原丝毡的模具使用约8-10层。可以在第三层垫之后添加较重的织物,例如编织粗纱或加工织物,以更快地增加模具的堆积和强度。考虑在0/9045/45度之间交替织物编织图案,以使强度保持均匀。不要一次施加超过3-4层,以便将发热或放热保持在最低限度。

一旦所有层都到位并且已经适当固化,就可以将分隔坝从新法兰的背面剥离并丢弃。用干净的抹布擦去可能留在表面的多余粘土。这样做时请注意不要刮伤插头。将新的脱模剂涂在新暴露的法兰上,因为这将是构建其配合的形式。再次,按照上述顺序从表面涂层到最终加固,直到模具的所有部分都已建成。

如果需要添加eggcrate支持结构,现在是时候了。大多数是由胶合板或其他一些廉价的扁平材料制成。制作模板轮廓的纸模板,以便安装面板,从而减少误切。切割木材以使其与模具和框架本身的任何其他部件完美贴合。使用树脂和增强材料将其粘合到模具的背面。将所有其他类似的零件以相同的方式连接到模具上,并按照设计将它们相互连接。一旦固化,这将为模具增加更大的刚性。

当所有部分完成并固化后,是时候修剪模具并钻出任何最终的螺栓夹紧孔。先钻孔,这样如果模具的任何部分预先释放,同时修剪一切仍然会在以后排队。实际上,使用锯可以最好地实现修剪。与大多数空气模具磨床相比,砂砾边缘曲线锯片切割速度更快,耗力更少。周边完全修剪,施工完成。

从插头上释放模具

 

现在是时候了 - 从插头释放模具!释放楔可用于帮助从插头上脱离模具。这些塑料楔子应该用来代替螺丝刀和腻子刀,因为它们不会切削模具表面。为什么要执行所有这些繁琐的任务只是为了现在毁掉它?将楔块插入模具周边,轻轻敲击模具,使其均匀地绕边缘前进。安装在空气压缩机上的特殊空气喷射释放楔也可用于顽固部件。在塞子和模具之间射出的空气枕头提供了无法到达楔子的压力。两个人应该慢慢分开。如果问题仍然存在,用橡皮锤轻轻吹动会使模具发出振动,导致分离。不要被带走。重击可能会使模具本身断裂。这些组合提示将安全地释放模具部分。


脱模产品

 

商品描述

释放楔子释放楔子用于帮助从插头上取下模具。与螺丝刀或油灰刀不同,使用释放楔不会破坏或损坏模具表面

空气注入楔形空气注入楔块可用于将模具中较顽固的部分与插头分开。与空气压缩机配合使用时,这些楔块将在模具和插头表面之间喷射一股空气。


准备模具使用

 

一旦模具与塞子分离,清洁并检查其表面。 PVA脱模剂的残留物可以用温水洗掉。干燥表面,并寻找任何严重的缺陷。实际上,必须彻底解决关键问题并重新浮出水面。如果需要,应在此时附上铰链,进气口和任何其他附件。如果遵循方向并且在释放期间没有任何损坏,则表面应该已经非常光滑。通常,脱模剂在后面留下轻微的纹理,但是这可以在实现“A”级表面的同时快速去除。首先用400目砂纸湿磨,最后移至600粒度,然后用1000粒砂纸。在移动到下一级纸张之前,先冲洗桶和模具表面,以便去除之前砂纸中剩余的砂粒。砂磨完成后,用适当的抛光化合物抛光模具表面。 建议采用两阶段抛光工艺,以获得最佳效果。


模具维护产品

 

商品描述

砂纸模具释放后,您需要为零件制作创建光滑的表面。使用湿砂纸增加砂砾含量可以帮助您去除模具中任何不需要的纹理或残留物

第一步和第二步抛光打磨后,您需要对模具进行抛光,以去除砂纸清洁产生的任何打磨划痕。两步抛光化合物将提供令人印象深刻的光泽,同时为制造商配制,仅需要约一半的其他抛光化合物的材料。

 

使用前的最后一步是使用所需的脱模剂。这与模具制造过程中一样简单。为了确保其有效性,通常会给未经加工的模具提供额外的涂层或两个系统。实际上,在模具中制造的前几个部件有时构造得足够薄,以便在发生重大故障时能够被打破。但是,如果模具设计正确,应该没有任何问题。祝贺所有那些成功的人。您现在已准备好开始实施项目,这些项目可以真正打开通往新创造,甚至是新职业的大门。遵循这些简单的说明,可以构造精确,高质量,无变形的模具以生产复合部件。这些信息与一个聪明的想法相结合,提供了建立许多人认为不可能的结构的自由。然后,如果想法起飞,产生尽可能多的需求来填补需求。希望这份白皮书能够给你足够的信心和热情,让你开始你的第一个项目。即使你从小做起,也可以得到很大的成果!


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