复合模具简介

什么是“成型”?多年来，模具一直用于制造金属产品，如汽车车身面板、家用电器和工业固定装置。金属冲压模具很麻烦，生产成本数千美元。大多数情况下，只有大公司才能负担得起构建、操作和维护这些工具。复合材料为任何人提供了一种经济有效的方式，甚至可以在他们自己生产的模具中大批量生产相同的部件。

在复合材料所提供的所有优点中，它们被塑造成复杂形状的能力可能是最受欢迎的。当一个形状需要被复制无数次时，最有效的方法是制造一种工具或模具来制造该零件。成型零件每次都能完美成形，几乎不需要后期整理工作。

复合模具的另一个优点是成本。制造和维护复合模具的成本远低于购买铝或钢制成的模具。

本白皮书将描述为生产复合材料部件创建准确、高质量、低变形模具所需的步骤，包括:

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• 塞准备
• 模具类型
• 材料
• 模具建造步骤
• 释放霉菌
• 准备模具使用

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本文旨在帮助初学者通过中级构建者在第一个项目中获得成功的结果。虽然所描述的许多原理与大规模工业技术相同，但所提供的建议旨在用于小商店、车库或车间，以帮助个人产生大的结果!出于这个原因，列出的示例只是一些有用的工业提示。

如何制作玻璃纤维模具的插头

玻璃纤维模具的制作过程从一个被称为塞的物体开始。插头是要制造的物体的精确代表。模具施工成功的主要关键之一是适当的塞的准备。插头表面的任何缺陷都将转移到模具上，然后转移到由该模具制成的未来零件上。插头需要有一个完成至少好，作为你希望生产的部分。

在开始创建原始插头的过程中，您必须首先确定将使用的材料类型。只要尺寸稳定，插头可以用各种材料制成。这些材料通常包括木材、中密度纤维板、粘土、SMC、泡沫和巴尔沙。如果插头是由多孔材料制成的，如木材或泡沫，其表面必须用树脂或底漆密封。插头需要有一个轻微的锥度，这样模具可以很容易地拆除。通常，更大的塞子将需要更坚固和加强的材料。

虽然有许多材料选择，但最常见的选择是泡沫。它易于成型，具有成本效益，易于获得。卡塔尔世界杯64强纤维格拉夫有几个选择为您的插头建设需要包括#440-C/441-C/442-C/443-C 2磅，#448-D 6 Lb.聚异氰尿酸酯泡沫板，#445-A六英尺聚异氰脲酸酯泡沫块．多年来，聚异氰尿酸酯泡沫一直是图案设计师最喜欢的材料。你可以切割、雕刻、打磨和雕刻几乎任何形状。虽然这种泡沫可以很容易地CNC加工，但它不应该是热线。专业的结果可以通过使用各种手工工具来锯，雕刻，平面，并使你的形状光滑。聚异氰尿酸酯片材可以用胶水粘在一起#1404-A 3M超级77™喷雾胶形成较厚的块，以成形功能，无模具零件。

泡沫塞材料的另一种选择是混合和倒泡沫。我们提供两种密度的混合和倒泡沫#25/326 2磅聚氨酯混合而且#625/626 6磅聚氨酯混合并倒入泡沫．与聚酯和聚苯乙烯泡沫不同，聚氨酯泡沫与聚酯和环氧树脂体系兼容。由于它的小细胞结构，我们的混合和倾倒泡沫经常被用于制作详细的插头和雕塑。

在塞子已正确成型和砂，完成塞子与高质量的表面处理底漆，如#1041 Duratec灰色表面处理剂．这些材料可以很容易地打磨和抛光到“a”级。有关创建插件的更深入讨论，请参阅我们的学习中心文章《插头施工指南》．

复合模具类型

男性和女性模具是两种主要类型的形式，但他们产生显著不同的成品零件。最省时、最便宜的方法是男性(或正面)模式。这是一种通过在其外表面制造来模拟零件最终形状的形式。诚然，这种类型的模具是更快地构建，但每个部分生产将有一个粗糙的外部纹理，这需要艰苦的整理。在层压过程中，零件也会“生长”。通常，这是不可取的，除非在预期这种生长的情况下，模具故意做得稍微小一些。当生产的零件少于5-10个时，应使用外模，当需要完美的美观时，不应使用外模。较大的生产运行通常保证与女性模具相关的时间和成本。本白皮书的其余部分将主要涉及女性模具的建设，但男性模具可以使用相同的材料。

女性(或腔)模具通常更昂贵，但他们提供了许多优势，中型到大型的生产运行和应用程序，需要一个完美的化妆品完成。完成时间显著减少，因为每个部分出现光滑的外表面。母模具也适合与核心材料一起使用，因为无论核心在部件内部使用的不一致，外皮总是光滑的。任何一种类型的模具都可以用于真空袋装，但母模具通常更容易密封，同时实现良好的表面特性。如果要生产5-10个以上需要光滑的零件，那么女性模具是值得额外努力的。

压缩模具有时是通过使用男性和女性的形式。这些“匹配”的模具非常适合生产精密零件。模具在关闭和拧紧前，先装入钢筋和树脂。多余的树脂被挤出，空隙减少，零件出现光滑和完成的两面。压缩模具也可以修改用于树脂灌注或注射。关键是要考虑成品部件的预期用途，以及建造它所需的模具类型。如果事先考虑到这一点，那么可以生产的部件类型就没有限制。

材料的选择

在开始任何模具的建设之前，花时间考虑预期的最终结果。计划制造你的模具至少5倍厚的部分，你希望从它拉。这将防止翘曲和可能的损害你的模具在脱模过程中。模具的建造需要在模具的物理性能、建造成本和建造模具所需的时间之间进行权衡。你对成品零件的期望将直接影响到这些权衡。仔细考虑这些因素会使你花费最少的费用来获得想要的结果。

在选择模具制造材料和施工方法时，要考虑到生产运行的长度和零件表面光洁度的期望质量等问题。一开始投入模具的时间和材料将最终影响你能制造多少零件以及这些零件的质量。其他需要考虑的事情包括对模具进行特定的技术修改，以帮助真空装袋和压缩成型等程序。更大的法兰值得采用，以使这两个过程更容易。对于需要精确对中多件的复杂模具，也应规划沿周缘的定位销。最后，考虑如何模具将举行，而在使用中。一个鸡蛋箱结构将增加支持和可管理性的模具与笨拙的形状。

另一个需要考虑的关键事项是材料在热膨胀方面的兼容性。热膨胀是物质在形状、面积和体积上随温度变化而变化的趋势。当树脂固化时，产生热量(放热)。这种热量使材料膨胀到一定程度。由于玻璃纤维和碳纤维有不同的热膨胀系数，在选择材料时需要记住这一点。精密碳纤维部件和较大的碳纤维部件应使用碳纤维模具制造。这将防止在你的新部分翘曲和变形的可能性。

你打算如何从塞子中释放模具(以及从模具中释放后续部件)也会影响整体设计和构造。首先要考虑的因素是模具的吃水角。这是模具两侧相对于底座的角度。零吃水的模具有垂直于底部的平边。在具有正吃水的模具上，顶部的边比底部宽。零件可以更容易地从模具中取出正吃水。有负吃水的模具顶部比底部更紧。由于显而易见的原因，零件几乎不可能从具有负吃水的模具中去除。必须用负吃水成型的形状必须在多件模具中制造。每一块都有正面的草稿，以方便释放，但他们都螺栓在一起形成负面腔。

模件连接在一起的点称为分型面。这是将负吃水角分为两个正吃水角的虚线。模具可以根据需要建立尽可能多的分离平面以实现完全分离。平面通常沿着阀塞的最高或最宽的波峰运行。当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。2022年世界杯预选赛直播这允许反复尝试草图，直到您满意它位于正确的位置。如果需要进一步学习，请查看塑料儿童玩具的模具接缝。它们经常被夸大，很少被移除。从这些例子中可以学到很多东西。

大零件和模具很难分离，即使在它们的边缘断裂之后。大面积的轻微粘连，甚至静止都是造成这个问题的原因。做好最坏的打算，提前做好计划。在模具上钻孔，并将空气接头固定在后面。在成型过程中使用粘土填充孔，这样树脂就不会污染空气管路。当零件准备释放时，勾起压缩空气，以帮助释放模具。将配件放置在稍后将被修剪和移除或易于打磨和修复的区域，这样粘土的痕迹就不会影响成品部件的外观。

当选择实际的树脂和织物时，考虑到应用，从创建尽可能低成本的模具的立场出发。hth华体会几乎所有的复合材料都可以用于模具结构，但零件的要求往往不能证明更奇特的材料的费用。对于许多零件，用模具构造#77聚酯成型树脂而且#250碎链垫1.5盎司即可产生满意的效果。垫提供快速建立，以及均匀的强度和刚度，在最少的层数(通常是8-10层)。交替层切碎的单线垫和编织织物将增加尺寸稳定性和加强你的模具。

使用好的工装胶衣，就像我们的#188橙色工装凝胶涂层，喷在适当的厚度，将大大有助于实现“a”类模具表面。对于尺寸更稳定的模具，使用我们的#90异眼聚脂树脂．异苯二甲酸聚酯树脂具有更好的强度性能，并表现出比通用聚酯树脂更小的收缩，这使得它可以用于更苛刻的应用。

有些零件确实需要一个非常严格的模具尺寸精度或寿命。在这些例子中，#1098环氧表面涂层而且系统2000覆膜环氧树脂这样就可以证明，这种做法是合理的。使用温度较高的模具应使用适当的高温材料制造。在这些情况下，System 3300高温模具环氧树脂而且高温环氧表面涂层应该使用。

短切线垫不能与环氧树脂一起使用，因为粘合剂不兼容。我们推荐使用10盎司玻璃纤维织物(7500型)而且#254 20盎司工装面料当用环氧树脂制作模具时。总是从轻质的表面织物开始(2盎司或4盎司然而，玻璃纤维织物)，以尽量减少较重的图案材料的打印穿透。对于需要最高强度和刚度的模具或用于制造碳纤维部件的模具，可以使用碳纤维和环氧树脂。

项	描述
#241 - 2盎司玻璃纤维织物	这种非常轻的玻璃纤维可以形成透明的、保护性的穿透打印屏障，适用于航空航天和海洋应用。
#262 - 4盎司玻璃纤维织物	这种玻璃纤维会被打湿，形成一个透明的保护屏障，可以用来防止下面较重的织物被打印出来。hth华体会
#245 - 10盎司玻璃纤维织物	也被称为7500风格，这是最常用的面料制作模具。
#254 - 20盎司玻璃纤维织物	这种织物通常被放置在模具的中心，以建立体积，强度和尺寸稳定性。

另一种快速，简单的模具是聚氨酯树脂。我们选择肖尔A聚氨酯可作为柔性材料，以创建具有负角度的模具。不像复合模具不能释放负角度的零件，柔软，柔韧的Shore A聚氨酯可以向后弯曲(甚至切断)，以更容易释放。如果铸造在厚的部分，柔韧的聚氨酯保持足够的尺寸稳定性，模具复合部件。与建造小型复合材料模具相比，使用Shore A聚氨酯构建模具节省了大量的劳动和时间。然而，随着模具越来越大，制造商选择复合材料是为了它们的重量、寿命和成本效益。有关聚氨酯模具制造的更彻底的讨论，请参阅我们的铸造与成型:聚氨酯与复合材料学习中心的文章。

塞准备

模具建造成功的主要关键之一是适当的塞的准备，这是用来创建女性模具的“原始”。回想一下我们之前说过的关于开始与结束的想法，插头需要有一个完成至少与你希望生产的部件一样好。

插头和模具的最佳表面光洁度是“a”级，这意味着它将是一种抛光的、高光泽的表面，没有任何孔隙、划痕或缺陷。为了获得可接受的模具表面和较长的模具寿命，从模塞表面去除缺陷远比试图从模具表面或从模具产生的所有后续部件去除缺陷有效得多。一旦插头被细化到所需的表面光洁度和模具释放已经应用，它是时候开始构建玻璃纤维模具。有关构建插头的指南，请参阅我们的学习中心文章《插头施工指南》而且《塞头表面准备及模具表面维护》．

脱模剂

一旦插头已准备好“a”类完成，施工的女性模具可以开始。首先，需要在塞子上涂上脱模剂。这是一个关键的步骤，因为它将允许您分离的模具从插头一旦材料用于构建模具已经固化。如果模具没有从插头上正确释放，模具和插头可能会损坏或损坏，所以请仔细遵循这些步骤。

最常用的脱模剂是传统的#1016分型蜡而且PVA释放膜．在使用发蜡和聚乙烯醇时，请遵循以下步骤，以获得最佳的成功机会:

• 用干净的干布或涂胶垫在模具表面涂上一层薄而均匀的分模蜡。
• 如果用手抛光，涂抹在小块上，并在涂抹后一分钟内开始抛光。配有毛巾布或羊绒垫的动力缓冲器将减少在较大表面上的劳动时间。保持动力缓冲不断移动，以不允许积聚的摩擦，可以燃烧通过蜡涂层。表面应抛光至光滑。
• 为了确保完全覆盖，在初始化新的或修复的桥塞时，至少重复三次应用和抛光过程。
• 让溶剂蒸发一小时，形成更坚固的蜡屏障。

在最后的应用干燥和抛光后，PVA可以应用到塞子上。为了达到最佳效果，请遵循以下步骤:

• PVA可以刷上，但为了获得最佳效果，用喷枪喷涂，距离基材12-18英寸。
• 一般来说，要涂三层:第一层，薄雾，让10-15分钟完全干燥。然后涂上两层较厚的涂层，让每层完全干燥(每层30-45分钟)。
• PVA应形成光滑、有光泽的表面，不会收缩或从角落或曲面上脱落。
• 它可以应用于聚酯修补或凝胶涂层，作为无气无粘固化的表面层。

在开始堆焊模具之前，必须沿着前面描述的所有分模平面在塞子上添加分模法兰或分模。这是在施工过程中划分模具段的形式。一旦一侧成型，这种形式就会被移除。像插头本身，这些分型法兰是由最便宜的材料，将支持固化玻璃纤维以后。黏土、美石、上蜡的海报板、薄金属片和扑克牌都有这种效果。通常情况下，一条“蛇”状的粘土在手掌中滚动，沿着分离平面压在塞子上。当对称是简单的，剪影切割可以由美石和附着在粘土。更容易使用的是海报板，或在形状复杂的插头上打牌。在大坝插入粘土之前，剪刀可以迅速剪出必要的轮廓。使用搅拌棒刮去多余的粘土，将首先成型。 More elaborate fixtures can be constructed to do the same job, however this method will provide repeatable results.

此时，任何用于重新对准多件模具分段的定位键或销子都应添加到分型法兰上。如果法兰是由粘土制成的，这些键槽可以简单地嵌入软材料中。美松石也很容易添加到他们，因为它提供了足够的支持，以保持销子。当使用纸或金属堤坝时，只需用粘土制作一把钥匙，并将其粘在表面。键道将首先成型，然后去除粘土和其他模具部分将与匹配的钥匙。不管用什么材料制造分型坝，最后喷一层或轻轻擦拭一层脱模剂。

凝胶涂层应用

一旦这些步骤完成，是时候开始涂表面涂层了。模具胶衣是一种耐磨胶衣，用于制造模具，其中保持光泽，优越的硬度，特殊的抗裂性和最小的变形是至关重要的。我们的#188橙色工装凝胶涂层和我们的黑色工装胶衣是理想的模具制造应用。虽然表面涂层可以用刷子涂，但喷涂会达到更均匀的效果。凝胶涂层等表面涂层材料太厚，无法用普通的汽车喷涂设备进行喷涂，所以需要特殊的重力喷涂胶衣杯枪(#120)必须加以利用。通常情况下，杯子枪接受一次性杯子容纳最多一夸脱的材料。混合适量的催化剂后，就可以开始喷涂表面涂层了。一旦你开始喷涂，保持材料流动;不要像通过常规虹吸设备喷漆一样，在每道工序结束时才开始和停止。但是要小心，否则太多的材料会很快堆积起来。使用一个#122-A凝胶涂层厚度计为了测试，在插头上涂20-25密耳的均匀厚度。这是最好的实现在三个通道，每个7-8密耳。在添加下一层之前，不要让任何初始通道粘接。为了获得最好的效果，所有的密膜都必须作为一层膜进行固化。环氧树脂表面涂层可以刷上，如果正确混合是无故障的。

项	描述
#188 -橙色工装凝胶涂层	该模具胶衣为模具创造了具有优异的光泽保留和硬度的耐磨涂层。
#186 -黑色工装凝胶涂层	该模具胶衣为模具创造了具有优异的光泽保留和硬度的耐磨涂层。
#120 -胶衣杯枪	一种快速和容易使用的胶衣枪，用于生产中小型零件。
#122 -凝胶涂层厚度计	一个简单而准确的方法来确定你的胶衣厚度。

一旦涂上表面涂层，关键是要用第一层加固层来稳定它。这将有助于防止表面涂层收缩或从插头表面脱落。第一层加固层也是模具中最关键的一层，可以在不捕获气泡的情况下进行铺设。表面涂层正下方的所有气囊都容易开裂。在生产一两个零件后，当切屑脱落时，整个模具表面会变得坑坑洼洼，需要重新表面处理。

这一过程也有助于防止聚酯模具的热变形。一小时后，胶衣摸起来就凉了。首先涂上一层轻质的表面织物。表面织物用于稳定插头hth华体会上的凝胶涂层，并有助于防止打印通过用于模具结构的较重的加强织物。一层#262 4盎司玻璃纤维织物而且#77聚酯成型树脂固化时将轻微加热，但不足以扭曲精致的表面涂层。当第一层加固层摸起来冷却后，就可以用砂纸打磨，为更多的材料做准备。其余的层可以相当快地添加到这个稳定的表面，而不用太担心热变形。

结构材料的应用

如果使用碎线垫，将垫撕(不要剪)成易于处理的块。磨损的边缘彼此融合得很好，不会像锋利的剪刀一样困住空气。法兰区域将需要一些条切割到适当的宽度，以符合分型坝的角落。然而，这可能是唯一需要它们的领域。如果使用粗机织织物，当它们以45hth华体会度斜角从卷上切断时，它们更容易在严重的轮廓上铺开。预先切割钢筋，这样在树脂开始凝胶之前，一次可以添加2-3层。

使用天然鬃毛刷，用适当的催化树脂预湿表面，然后将垫子放在插头上。钢筋会吸收大部分树脂。用你的刷子在材料中任何表现出干燥点的地方添加树脂。再一次，开始将预先切割的条放入分离坝与插头的角度。然后在主表面涂上磨损的补丁，重叠到法兰上。磨碎的玻璃腻子也可以涂在这些角落里，防止空气进入。

滚出层压板的空气，并至少每隔一层将材料压缩到插头表面。首先使用#1105刷毛辊这将在垫内弹出许多气泡。接下来，切换到锯齿饱和辊压实层压板。一定要使用能接触整个表面的滚轮。对于这个应用程序，有许多形状和大小可供选择。

大多数使用短切线垫的模具使用大约8-10层。较重的织物，如hth华体会编织粗纱或20盎司工装面料之后可添加第三层垫料，以更迅速地增加模具的堆积和强度。使用机织织物，如我们的1hth华体会0盎司或7-1/2盎司玻璃纤维织物增加了模具的物理性能。考虑在0/90度和45/45度之间交替织物编织模式，以保持强度均匀。一次不要涂超过3-4层，这样产生的热量或放热就会保持在最低限度。

对于要求更高强度、刚度和厚度的较大模具，可考虑使用夹心芯材料。泡沫板是模具施工中最常用的夹层芯材。泡沫三明治核心将允许您建立更厚，更刚性的模具，而不增加显著的重量和材料，您的项目。在学习中心的文章中更详细地讨论了夹心芯材料“三明治芯材料指南。”

由于其改善的物理性能，耐腐蚀性和耐水性，异眼聚脂树脂经常被选择用于尺寸稳定性和机械性能至关重要的模具。我们的#90异眼聚脂树脂与标准的通用成型树脂相比，收缩较小，生产更坚固，更耐用的模具。这种树脂被推荐用于较厚的模具和模具，将需要延长寿命的制造多个部件。

一旦所有的层都到位并得到适当的固化，分离坝可以从新法兰的背面剥离并丢弃。用干净的抹布擦掉表面可能残留的多余粘土。做这件事的时候，注意不要划伤插头。将新鲜脱模剂应用于新暴露的法兰，因为这将是它的伙伴将构建的形式。再一次，按照上面描述的顺序，从表面涂层到最终加固，直到模具的所有部分都已经建成。

如果需要添加蛋箱支撑结构，现在是时候了。大多数都是用胶合板或其他便宜的平板材料制成的。制作模具轮廓的纸模板，在面板上附着，以减少漏切。把木头切成合适的形状，这样它就能很好地适应模具和框架本身的任何其他部分。使用树脂和钢筋将其粘结到模具的背面。以同样的方式将所有其他类似的部件连接到模具上，并按照设计将它们彼此连接起来。一旦固化，这将增加更大的刚性的模具。

当所有的部分完成和固化，是时候修剪模具和钻任何最后的夹具孔螺栓。钻孔首先，如果模具的任何部分预释放，而修剪，一切仍然会在之后对齐。实际上，用锯子修剪是最好的。砂砾边缘夹具锯片切割更快，与较少的努力比大多数空气模具磨床。周边完全修整完毕，施工就完成了。

从塞子上释放模具

一旦霉菌完全固化(24-48小时)，就到了关键时刻——从塞子上释放霉菌!释放楔形可以用来帮助哄模具离开插头。卡塔尔世界杯64强纤维格拉夫提供不同尺寸的释放楔形不同的刚性。这些塑料楔子应该用来代替螺丝刀和油灰刀，因为它们不会划破模具表面。在模具周围插入楔子，轻轻敲击到位，均匀地围绕模具前进。特殊的空气注入释放楔(#958-A)，它附着在空气压缩机上，也可以用于顽固的零件。在塞子和模具之间喷射的空气枕提供了没有楔子可以到达的压力。如果在插头上安装了用于压缩空气的配件，则连接空气管路，并在插头和模具之间轻轻地引入强制空气。慢慢地，两者就会分开。如果问题仍然存在，用橡胶锤轻击可以使振动通过模具导致分离。但是要小心，因为沉重的撞击会使模具断裂。这些组合提示将安全释放模具部分。

准备模具使用

一旦模具与塞子分离，清洗并检查其表面。的残余PVA脱模药剂可以用温水洗掉。干燥表面，并寻找任何严重的缺陷。关键问题将不得不被挖掘出来并重新浮出水面。如果需要，此时应附加铰链，空气喷射端口和任何其他附件。如果按照指示进行，在释放过程中没有任何损坏，那么表面应该已经非常光滑了。通常，脱模剂会留下轻微的纹理，但这可以在快速去除的同时达到“a”级表面。首先用400砂纸湿砂，最终移动到600砂纸，然后是1000砂纸。在移动到下一个等级的纸之前，冲洗桶和模具表面，所以任何来自上一个砂纸的剩余砂砾被清除。一旦砂光完成，用抛光剂抛光模具表面#1102-A和#1103-A步骤1和2模具抛光为了达到最好的效果。有关模具表面准备和维护的更详细信息，请参阅我们的白皮书《塞头表面准备及模具表面维护》．

结论

祝贺所有已经走到这一步的人。你们现在已经准备好着手于能够真正打开新创造之门的项目。2022年世界杯预选赛直播通过遵循这些简单的指示，可以构建精确，高质量，无变形的模具，用于制造高质量的复合材料部件。这些信息，加上一个聪明的想法，提供了建造许多人认为不可能的结构的自由。希望这份白皮书能给你带来足够的信心和热情，让你开始你的第一个项目。与往常一样，如果您对工艺或产品有进一步的问题，请致电800-838-8984与我们的专业人员联系。